硫丹在中国土壤大气中空间分布及传播的研究

发布时间：2020-09-15 17:33

　　硫丹是全球性的污染物质,具有持久性有机污染物(POPs)的特性,已经被《斯德哥尔摩公约》列为POPs候选物质,并且极有可能在未来加入《斯德哥尔摩公约》名单。为了有效的削减和控制环境中的硫丹,为切实贯彻履行《斯德哥尔摩公约》实施计划提供科学依据,需要弄清其环境来源,归趋和迁移转化规律。鉴于目前国际社会关于硫丹的环境来源和归趋的研究比较少,并且不够系统,本论文研究硫丹在我国土壤大气中空间分布和传播。本研究主要分四条主线进行：(1)在大量收集原始数据的基础上,建立我国硫丹高分辨率的网格化的使用清单；在使用清单的基础上,建立我国硫丹高分辨率的网格化的排放/残留以及大气/土壤浓度清单；(2)在全国范围内设置监测点,全面监测硫丹在我国土壤/大气中的浓度值；(3)使用土壤/大气中的监测浓度对所建立的我国硫丹高分辨率的网格化的土壤/大气浓度清单作出评估；(4)研究我国硫丹土壤/大气界面交换规律并对其空间分布特征成因进行深入探讨。我国硫丹的使用始于1994年,到2004年,估计累计使用量为25700 t。在使用数据的基础上,利用地理信息系统(GIS)与Access数据库相结合的研究手段,建立了我国硫丹1/4°经度×1/6°纬度分辨率的网格化的使用清单。在使用清单的基础上,运用SGPERM模型建立了排放和残留清单,并且进一步建立了我国土壤和大气的浓度清单。本研究于2005年起开展了我国大气土壤中硫丹同步监测项目,在全国建立土壤监测点141个,大气监测点92个,全面监测土壤大气中的硫丹。由于长期大量的使用,硫丹已经成为我国土壤大气中广泛存在的污染物质,并且在使用地区其土壤大气浓度往往高于其它地区。在土壤中,β-硫丹的浓度值要远远高于α-硫丹,而这一关系在大气中正好相反,说明α-硫丹易于挥发到大气,而β-硫丹易于残留于土壤。研究中发现,土壤中硫丹硫酸盐与其母体化合物——α-硫丹和β-硫丹之间具有很好的线性关系,并由此建立了土壤中这三种硫丹类化合物的多元线性回归方程,进而利用我国土壤浓度清单中α-硫丹和β-硫丹的浓度值作为输入数据,得到了我国土壤中硫丹硫酸盐的浓度清单。为了评价本研究中清单与模型的质量,将土壤大气中硫丹的监测数据与清单中对应模拟值进行一系列对比分析。结果表明,不论是在土壤还是在大气中,监测值与模拟值之间都具有很好的一致性,从而证明了本研究中建立的硫丹的清单与模型的准确性和合理性。在监测值与模拟值的基础上,利用逸度模型估算了硫丹在我国土壤-大气界面的交换通量趋势。从土气交换通量时间上的变化特征来看,α-硫丹在夏秋季呈现典型的一次排放特征,而冬季表现出二次排放特征；β-硫丹则全年表现出一次排放特征。从土气交换通量空间分布特征来看,我国中部、东部和东北地区可能是环境中硫丹的主要的汇。
【学位单位】：大连海事大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2010
【中图分类】：X50
【部分图文】：

结构图,硫丹

6一双轻甲基亚硫酸酷，其主要商品名称有:硫丹，赛丹，安杀丹，雅丹，硕丹，等等。硫丹最早由德国赫斯特公司与美国FMc公司合成于上个世纪50年代[’]。工业品硫丹主要由a一硫月一和p一硫丹两种同分异构体组成(图1.1)，这两种同分异构体的比例为2:1或7:3【2-4】。硫丹的这两种同分异构体具有相同的杀虫效力，不同的物理化学特性[5一61。(a)a一硫丹(b)p一硫丹(c)硫丹硫酸盐图1.1硫丹的结构图 Fig.1.1Stuetureofendosulfan在环境中，硫丹可以水解生成硫丹二醇[51或者氧化生成硫丹硫酸盐[v]。硫丹二

数据图,地理图,气候图,模型

很多模型(如本章1.2.1节所提及的)能够准确运行的基础。但是由于环境监测受到气候、地理和人类活动的制约，在某些地区往往无法全面开展，所以在研究中有时需要利用模型的结果对这些地区的污染数据进行补充。图1.4揭示了三要素之间的关系以及在污染物源汇解析过程中所起的作用。回一一困图1.4硫丹研究三要素的关系及在源汇解析过程中的作用 Fig.1.4RelationshiPamongthreeelementsinendosulfanstudyandtheeffeetinsourceand fatestudy1.3.2大气中硫丹的研究从世界各国的大气监测数据来看，硫丹已经成为无处不在的污染物质。目前国际上对大气中硫丹的研究比较多，从全世界来看，系统研究大气中硫丹的有:全球尺度的研究[9’一9z]，国家与地区尺度的研究193一9习，以及其他一些区域性的研究

硫丹,残留量,排放量

是耕种事件的排放因子。这样，第二年中，硫丹的排放量为E(2)一E二‘2)+Etl(2)(而硫丹的残留量为RZ‘”一(U(”一E。(，))+(RI(’)一E，，(2))(对于第二年，这里有两个残留量Rl(2)和凡闭。前一个是基于第一年硫丹使用后残留量，后一个是基于第一年的残留量加上第二年硫丹使用后的残留量。很显R，(2)一尸和RZ(2)是第一年中硫丹在土壤中的最小残留量和最大残留量。u，E的单位是t，分别表示每年的总使用量，排放量和残留量。硫丹在土壤中的残留会随着时间的变化因慢慢降解而减少，直到第二年硫丹使用后，土壤中残留量突然增大。

【引证文献】