近期工作报告
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近期工作报告. 汇报人:刘宏艳. 目 录. 1. 我国表层沉积物中多环芳烃的污染及分布特征. 2. 生物炭与多环芳烃. 2. 实验成果及计划. 1 我国表层沉积物中多环芳烃的污染及分布特征. 慢性毒性 持久性 生物富集效应 “ 三致 ” 作用 厌氧环境加剧风险. 人为源 自然源. 疏水性 化学稳定性. 1.1 研究区域与数据来源. 文献发表: 2000-2012 年 采样时间: 1996-2011 年. 1.2 数据统计结果. 781.7 493.6. 1400 540.4. 均值: 1038 ng/g

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汇报人:刘宏艳

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Presentation Transcript


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近期工作报告

汇报人:刘宏艳


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目 录

1

我国表层沉积物中多环芳烃的污染及分布特征

2

生物炭与多环芳烃

2

实验成果及计划


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1 我国表层沉积物中多环芳烃的污染及分布特征

慢性毒性

持久性

生物富集效应

“三致”作用

厌氧环境加剧风险

人为源

自然源

疏水性

化学稳定性


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1.1 研究区域与数据来源

文献发表:2000-2012年

采样时间:1996-2011年


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1.2 数据统计结果

781.7

493.6

1400

540.4

均值:1038 ng/g

25~75%数据:226~1028 ng/g

较土壤(420~956 ng/g)波动大

548.8

353.8

含量较低

图1 我国不同水域沉积物中ΣPAHs含量


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12.36 %

15.65 %

11.48 %

图2 我国沉积物中PAHs的组成图谱

HMW与LMW所占比例相近,

与土壤组成特征相似


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图3 我国(a)不同地区和(b)不同年份表层沉积物中ΣPAHs含量


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1.3 结果讨论

1.3.1 我国表层沉积物中PAHs的污染状况

1038 中度偏高水平

  • 近岸高,外海域浓度逐渐降低;潮间带含量波动大

  • 与污水排放相关,支流浓度高于干流,特别是入湖及河口处含量较高

  • 枯水期PAHs含量高于丰水期


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1.3.2 我国表层沉积物中PAHs的时空分布特征

  • 除中南地区外,我国ΣPAHs含量差异不大。

北方地区——大量燃煤——大气颗粒物沉降

华东地区——尾气排放、工业污水排放

中南地区——经济发展相对滞后、报道集中在污染 偏低的沿海地区

  • 16年间,ΣPAHs含量总体没有显著性差异

珠江口:287ng/g(2010)、321ng/g (2002)

黄河口:277ng/g(2005)、203ng/g(2006)、205ng/g(2007)

设备和技术的改进、能量的转换、污染监管力度的加大


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1.3.3 我国表层沉积物中PAHs的组成及来源

低、中温燃烧(如枯草、木材的燃烧等)——LMW PAHs

高温燃烧(如车辆尾气、工厂燃煤等)——HMW PAHs

海湾

河流、湖泊

柱状沉积物的分层研究

深层中缓慢增加,表层中急剧增加

5~6环在深层中较少,在上层中明显增多

低温燃烧到高温燃烧的变化

农业经济到工业经济的转变

PAHs的浓度与GDP、机动车数量和发电量人口、公路和能源消耗呈正相关

工业化

城市化


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1.3.4 我国表层沉积物中PAHs的生态风险

表1 我国表层沉积物中PAHs的生态风险评价( ng /g )

ERL(风险评价低值,生态有害毒副作用小于10%)ERM(风险评价中值,生态有害毒副作用大于50%)


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1.4 结论

  • 我国∑PAHs 的含量均值1038 ng/g,中度污染水平,低环与高环相当,河流、湖泊含量显著高于海湾。

  • 除中南地区外,全国PAHs水平整体相当,且近16年中∑PAHs含量基本稳定。

  • 沉积物中PAHs的分布受到污染来源、当地经济发展状况、沉积物中有机碳含量、水力和气候等环境因素的影响。

  • 目前我国沉积物中PAHs生态风险偏低,但局部地区污染严重,会对当地产生一定生态影响。建议我国在加大清洁能源使用、改进燃烧设备和技术,加强原位生物修复。


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2 生物炭与多环芳烃

生物炭——

在缺氧条件下,生物质热裂解产生的一种产物,属黑碳一种

  • 高度芳香性

  • 微孔结构

  • 表面积巨大

  • 颗粒表面带有大量官能团

  • 廉价


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2.1 生物炭制备温度与有机物吸附

生物炭的元素( C、H、N、O) 质量组成及比表面积


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生物炭对有机物的吸附机理

分配作用

硬炭

玻璃态

橡胶态

表面吸附作用

温度升高

联合作用

软炭

空隙吸附作用

300℃后,Kow急剧下降,极性降低,

有机物与其匹配性和有效性越高


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2.2 生物炭制备温度与PAHs生成

  • T≤500℃时,通过单分子成环、脱氢作用、脱烷作用、木质及纤维质中生物高聚物或脂类(树脂和类固醇)的芳香化作用。

  • 去除本体化合物(H2O、 CO2、CH4、 H2S等),留下芳香结构。

  • T≥500℃时,有机化合物裂解成效的不稳定的原子团,这些原子团会合更加稳定的低分子PAH(萘),T和t延长,小分子PAH会通过加和过程变为大分子PAH(苯并比)。当温度高于650℃后,这个过程会更加明显。

400和500℃处理温度的生物炭中的溶剂可提取PAHs明显高于更高或更低温度


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3 实验成果与计划

狐尾藻

对照

苦草

菹草

黑藻


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密度实验


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谢谢!


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