典型河口水库痕量有机污染物赋存特征及其迁移转化模拟研究
发布时间：2021-01-03 03:44
随着水质型缺水问题日益严重,河口型水库成为附近港口城市的重要水源。然而近年来,人们在河口区域频繁检测出有机污染物。这些污染物由日常生活或农业耕作等人类活动产生,通常检出浓度较低且难以去除,对水生生物可能具有毒性效应。河口型水库中痕量有机污染物,还可随饮用水进入人体内产生内分泌失调和致癌等风险,需要引起人们重视。河口型水库不同于一般内源地水库,首先,河口环境受上游面源污染和污水排放的影响;其次,当河口流量降低时会发生海水倒灌等特殊现象。同时,不同类型的河口环境中,痕量污染物赋存特征也各不相同。因此,深入研究河口型水库中痕量污染物的浓度变化和迁移转化规律十分重要,其结论有助于人们针对性地进行污染物监测和管理,避免污染物对河口生态和人体健康造成危害。本研究在中国-新加坡E2S2合作项目支持下,选取尺度和复杂性呈明显差异的长江河口青草沙水库和新加坡入海口Marina水库,对比研究其痕量有机污染物的检出结果,分析污染物的浓度水平及变化规律。并使用Delft3D系列软件,重点针对青草沙水库,构建耦合水动力和水质过程的污染物模型,研究大尺度流域下痕量有机物的迁移转化规律。论文主要研究工作及成果如下:...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
常见危害农作物的三类有害生物（a杂草，b真菌病害，c蚜虫）
图 1-2 内分泌干扰物影响生物体正常生理生化反应机制Fig.1-2 Mechanism of physiological reaction of endocrine disrupting chemicals这三大类最常见的新兴有机污染物，还包括以下几类有机物等：化合物，是为脂肪族化合物及其衍生物中全部氢原子被氟原子取代后[24]，如全氟辛酸和全氟辛烷基磺酸，常用于纺织品和防火材料等；剂，是指应用于食品、饮料加工或制药中代替蔗糖的人工合成或半合如三氯蔗糖和安赛蜜；物毒素，是由各种微生物产生的有毒有机物[26]，是生物毒素中个最常如近年来由于水华原因逐渐被关注的微囊藻毒素；水消毒副产物，是指饮用水消毒过程中，消毒剂和水中天然有机物，物发生反应，生成新的化合物[28]，如在氯消毒过程中生成的三卤甲烷农药种类众多，许多近年来研制的农药，并未列入相关监测、管理和中，因此，这部分农药也属于新兴污染物，如氟吡菌酰胺等。中痕量有机污染物的来源
图 1-3 地表水中痕量有机物的主要来源途径（图来源于 USEPA）Fig.1-3 The pathways of the trace organic comtaminants in the surface water (from USEPA)不同类型的有机污染物所应用的范围有一定差异，因此，不同种类的新兴有机物的主要来源途径也不尽相同，如医院废水，主要含有的是药物类以及激素类污染物，农业面源则主要导致农药等污染物进入水体，而养殖业废水则含有大量抗生素以及激素类污染物等，甚至，考虑到不同区域的人群生活方式的差异，所产生的生活污水中检测到的主要药物种类也不尽相同。不过，正因为大多数新兴污染物，尤其是 PPCPs，原本都是一些日常用品中的组成成分，随着日常生活的使用或丢弃进入到生活污水中，因此，在多数的新兴污染物检测研究中，生活污水处理厂的出水中能够检测到的新兴污染物种类通常最多。尽管由于不同污染源导致的水中痕量污染物种类不一样，但是，各种生活污水、工业污水以及流经农业用地的地表径流等均会汇入长江，并随之迁移至长江河口区域，从而也导致长江河口区域可能存在种类丰富的痕量有机污染物，考虑到长江流域大面积的耕地和附近较高的人口密度，因此，本文研究 PPCPs 和农药的赋存情况对长江河口水质安全的管理和控制可以提供数据支持。
【参考文献】：
期刊论文
[1]21世纪初中国土地利用强度的空间分布格局[J]. 刘芳,闫慧敏,刘纪远,肖向明,秦元伟. 地理学报. 2016(07)
[2]臭氧-活性炭滤池在水厂提质改造工程中的设计应用[J]. 王军,陈蕃,黄茂林,谢智华. 城镇供水. 2016(03)
[3]我国重点流域地表水中29种农药污染及其生态风险评价[J]. 徐雄,李春梅,孙静,王海亮,王东红,宋瀚文,王子健. 生态毒理学报. 2016(02)
[4]城市雨水和土壤中持久性有机污染物分析[J]. 袁宏林,屈静,王晓昌. 安全与环境学报. 2015(05)
[5]我国农药需求状况和趋势分析[J]. 杨益军. 营销界(农资与市场). 2015(17)
[6]我国农药使用监管现状及对策研究[J]. 李文星,黄辉,李好. 农药科学与管理. 2015(08)
[7]自来水厂工艺优化与水质管理[J]. 张艳. 科技风. 2015(03)
[8]青草沙水库中上层鱼类群落组成及多样性分析[J]. 王绍祥,高春霞,田思泉,戴小杰. 上海海洋大学学报. 2014(04)
[9]上海市闵行区家庭人均饮水量分析[J]. 彭春林,张雄伟,徐莺,蒋丽花,张颖,尤佳恺,苏华林. 环境与职业医学. 2014(03)
[10]预臭氧化强化常规工艺去除黄浦江原水中污染物[J]. 李学艳,马垚,徐飞飞,黄勇,高乃云. 中国给水排水. 2013(23)
博士论文
[1]珠江口水体和沉积物有机碳的来源及其生物地球化学特征[D]. 郭威.中国科学院研究生院(广州地球化学研究所) 2016
[2]中国流域典型新型有机污染物排放量估算、多介质归趋模拟及生态风险评估[D]. 张芊芊.中国科学院研究生院(广州地球化学研究所) 2015
[3]河流与浅水湖泊水流数值模拟及污染物输运规律研究[D]. 毕胜.华中科技大学 2014
[4]人工甜味剂在环境中的分布、迁移转化及光降解机理研究[D]. 干志伟.南开大学 2014
[5]浅水型富营养化水库三维水动力及水质数值模拟研究与应用[D]. 张亚.天津大学 2014
[6]水体和表层沉积物不同形态磷分布及其迁移转化[D]. 金晓丹.上海交通大学 2014
[7]基于上转换荧光纳米探针的高灵敏微生物毒素检测方法研究[D]. 吴世嘉.江南大学 2013
硕士论文
[1]东江上游小流域河口前置库技术应用及库区沉积物变化特征研究[D]. 李峰.兰州交通大学 2017
[2]青草沙水库流场、滞留时间及盐水入侵来源[D]. 陈泾.华东师范大学 2014
[3]长江口水体中半挥发性有机污染物和全氟化合物的存在水平及分布[D]. 杜旭.大连理工大学 2013
[4]基于Delft3D的柳河水动力与泥沙数值模拟研究[D]. 廖庚强.清华大学 2013
[5]东湖和汉江武汉段水体中全氟有机物的空间分布特征研究[D]. 王贝贝.华中科技大学 2013
[6]青草沙水库水动力数值模拟[D]. 廖振华.上海交通大学 2011
[7]青草沙水库库内流动特征[D]. 陈青毅.上海交通大学 2009
[8]长江河口区部分有机污染物的特征分析[D]. 张映映.北京化工大学 2008
[9]基于POM的近海三维水质模型研究及其应用[D]. 申霞.河海大学 2006
[10]影响农药使用的经济因素分析[D]. 姜培红.福建农林大学 2005
本文编号：2954248
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
常见危害农作物的三类有害生物（a杂草，b真菌病害，c蚜虫）
图 1-2 内分泌干扰物影响生物体正常生理生化反应机制Fig.1-2 Mechanism of physiological reaction of endocrine disrupting chemicals这三大类最常见的新兴有机污染物，还包括以下几类有机物等：化合物，是为脂肪族化合物及其衍生物中全部氢原子被氟原子取代后[24]，如全氟辛酸和全氟辛烷基磺酸，常用于纺织品和防火材料等；剂，是指应用于食品、饮料加工或制药中代替蔗糖的人工合成或半合如三氯蔗糖和安赛蜜；物毒素，是由各种微生物产生的有毒有机物[26]，是生物毒素中个最常如近年来由于水华原因逐渐被关注的微囊藻毒素；水消毒副产物，是指饮用水消毒过程中，消毒剂和水中天然有机物，物发生反应，生成新的化合物[28]，如在氯消毒过程中生成的三卤甲烷农药种类众多，许多近年来研制的农药，并未列入相关监测、管理和中，因此，这部分农药也属于新兴污染物，如氟吡菌酰胺等。中痕量有机污染物的来源
图 1-3 地表水中痕量有机物的主要来源途径（图来源于 USEPA）Fig.1-3 The pathways of the trace organic comtaminants in the surface water (from USEPA)不同类型的有机污染物所应用的范围有一定差异，因此，不同种类的新兴有机物的主要来源途径也不尽相同，如医院废水，主要含有的是药物类以及激素类污染物，农业面源则主要导致农药等污染物进入水体，而养殖业废水则含有大量抗生素以及激素类污染物等，甚至，考虑到不同区域的人群生活方式的差异，所产生的生活污水中检测到的主要药物种类也不尽相同。不过，正因为大多数新兴污染物，尤其是 PPCPs，原本都是一些日常用品中的组成成分，随着日常生活的使用或丢弃进入到生活污水中，因此，在多数的新兴污染物检测研究中，生活污水处理厂的出水中能够检测到的新兴污染物种类通常最多。尽管由于不同污染源导致的水中痕量污染物种类不一样，但是，各种生活污水、工业污水以及流经农业用地的地表径流等均会汇入长江，并随之迁移至长江河口区域，从而也导致长江河口区域可能存在种类丰富的痕量有机污染物，考虑到长江流域大面积的耕地和附近较高的人口密度，因此，本文研究 PPCPs 和农药的赋存情况对长江河口水质安全的管理和控制可以提供数据支持。
【参考文献】：
期刊论文
[1]21世纪初中国土地利用强度的空间分布格局[J]. 刘芳,闫慧敏,刘纪远,肖向明,秦元伟. 地理学报. 2016(07)
[2]臭氧-活性炭滤池在水厂提质改造工程中的设计应用[J]. 王军,陈蕃,黄茂林,谢智华. 城镇供水. 2016(03)
[3]我国重点流域地表水中29种农药污染及其生态风险评价[J]. 徐雄,李春梅,孙静,王海亮,王东红,宋瀚文,王子健. 生态毒理学报. 2016(02)
[4]城市雨水和土壤中持久性有机污染物分析[J]. 袁宏林,屈静,王晓昌. 安全与环境学报. 2015(05)
[5]我国农药需求状况和趋势分析[J]. 杨益军. 营销界(农资与市场). 2015(17)
[6]我国农药使用监管现状及对策研究[J]. 李文星,黄辉,李好. 农药科学与管理. 2015(08)
[7]自来水厂工艺优化与水质管理[J]. 张艳. 科技风. 2015(03)
[8]青草沙水库中上层鱼类群落组成及多样性分析[J]. 王绍祥,高春霞,田思泉,戴小杰. 上海海洋大学学报. 2014(04)
[9]上海市闵行区家庭人均饮水量分析[J]. 彭春林,张雄伟,徐莺,蒋丽花,张颖,尤佳恺,苏华林. 环境与职业医学. 2014(03)
[10]预臭氧化强化常规工艺去除黄浦江原水中污染物[J]. 李学艳,马垚,徐飞飞,黄勇,高乃云. 中国给水排水. 2013(23)
博士论文
[1]珠江口水体和沉积物有机碳的来源及其生物地球化学特征[D]. 郭威.中国科学院研究生院(广州地球化学研究所) 2016
[2]中国流域典型新型有机污染物排放量估算、多介质归趋模拟及生态风险评估[D]. 张芊芊.中国科学院研究生院(广州地球化学研究所) 2015
[3]河流与浅水湖泊水流数值模拟及污染物输运规律研究[D]. 毕胜.华中科技大学 2014
[4]人工甜味剂在环境中的分布、迁移转化及光降解机理研究[D]. 干志伟.南开大学 2014
[5]浅水型富营养化水库三维水动力及水质数值模拟研究与应用[D]. 张亚.天津大学 2014
[6]水体和表层沉积物不同形态磷分布及其迁移转化[D]. 金晓丹.上海交通大学 2014
[7]基于上转换荧光纳米探针的高灵敏微生物毒素检测方法研究[D]. 吴世嘉.江南大学 2013
硕士论文
[1]东江上游小流域河口前置库技术应用及库区沉积物变化特征研究[D]. 李峰.兰州交通大学 2017
[2]青草沙水库流场、滞留时间及盐水入侵来源[D]. 陈泾.华东师范大学 2014
[3]长江口水体中半挥发性有机污染物和全氟化合物的存在水平及分布[D]. 杜旭.大连理工大学 2013
[4]基于Delft3D的柳河水动力与泥沙数值模拟研究[D]. 廖庚强.清华大学 2013
[5]东湖和汉江武汉段水体中全氟有机物的空间分布特征研究[D]. 王贝贝.华中科技大学 2013
[6]青草沙水库水动力数值模拟[D]. 廖振华.上海交通大学 2011
[7]青草沙水库库内流动特征[D]. 陈青毅.上海交通大学 2009
[8]长江河口区部分有机污染物的特征分析[D]. 张映映.北京化工大学 2008
[9]基于POM的近海三维水质模型研究及其应用[D]. 申霞.河海大学 2006
[10]影响农药使用的经济因素分析[D]. 姜培红.福建农林大学 2005
本文编号：2954248
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