北极和五大湖地区典型持久性有机污染物中气候变化信号的统计分析
发布时间：2021-08-18 17:59
持久性有机污染物（POPs）是指通过各种环境介质（大气、土壤、水、冰雪、生物体等）能够长距离迁移并长期存在于环境、易于生物富集并对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物质。POPs通常具有较高的毒性,会产生致癌、致畸和致突变的“三致效应”。POPs的亲脂性使其可以通过生物积累在生物体中达到较高浓度。此外,POPs在环境介质中会转移到代谢缓慢的固相或有机组织的脂质中,进一步在食物链中蓄积并逐级放大,最终影响到人类健康。尽管人类在意识到POPs的健康风险和对生态环境的危害后于二十世纪70年代开始对POPs的使用和生产进行了限制和禁用,但是历史上POPs的长期、广泛使用已经造成了这些化学物质在大气、水体、土壤、植被以及冰雪等环境储库中的存储。在POPs被禁用后,一次源排放减少,这些环境储库作为POPs的二次源成为了POPs排放的主要来源。由于POPs理化性质例如饱和蒸气压、亨利定律常数、气-水分配常数等均依赖于温度,因此气候变化特别是气候变暖势必会显著影响POPs的相分配和转移,有助于POPs从地表环境介质向大气迁移,导致大气中POPs浓度增加,即POPs的再（二次）释放。P...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 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】：
α-HCH、γ-HCH、HCB和PCBs结构式Figure1-1Chemicalstructureofα-HCH,γ-HCHandPCBs.
区大气中PCBs浓度升高（Becker et al., 2006）。Ma等（2016）提出在未来气候温度继续升高的可能性下, 偏远的南北极地区会受到更多的POPs物质二次排放的影响。图1-2表示了POPs在全球环境中由初级排放到二次排放和被存储在POPs环境“储库”中的复杂过程。图1-2从左到右显示出POPs从人类工农业生产活动和无意识排放开始，通过大气输送到达到下游地区，由干、湿沉降和地-气交换进入下游的地表环境介质（冰川、海洋、土壤、积雪）中，在整个过程中经历了反复的气-植物交换、水-气、地-气交换以及光解过程。另一方面POPs从地表环境介质中的再次释放（二次排放），经大气沉降、河流的输入、洋流、径流等过程使POPs进入海洋和极地环境中（Ma et al., 2016）。 图1-2 持久性有机污染物北半球循环模式及主要环境过程（Ma et al., 2016）Figure 1-2 POPs cycles patterns and environmental processes in the Northern Hemisphere (Ma et al.,2016).
9 图1-3 持久性有机污染物循环模式和各环境介质间通量交换示意图（Ma et al., 2016）Figure 1-3 POPs cycles pattern and exchange flux across environmental media (Ma et al., 2016).POPs在农业、商业和工业使用过程中被排放到环境中，便会立即在各储库中进行交换和分配。如上所述，POPs与各储库之间的交换很大程度上依赖于POPs的某些物理化学性质和环境条件。随着POPs在环境中的再分配，这些重要的物理化学性质会控制它们在各个介质中的停留时间。建立POPs理化参数与温度的回归方程可分析温度对POPs的相分配的影响（表1-2）。如表1-2所示，方程中所用到的理化参数主要有分压（PA）、亨利常数（H）、辛醇-水分配系数（KOW）、辛醇-大气分配系数（KOA）、降解和转化特性（如：光解、生物代谢和水解）。其中，分压气强（PA）和辛醇-大气分配系数（KOA）常用于指示物质的挥发能力；亨利常数（H）和辛醇-水分配系数（KOW）常用于指示物质在大气和水体之间的相分配情况（武晓果，2011）。综合表1-2中分压强（PA）和温度（T）间的正相关关系、以及辛醇-大气分配系数的对数（log KOA）和温度（T）之间的负相关关系得出温度的升高可造成POPs分压强升高和辛醇-大气分配系数下降，从而使得这些POPs物质的挥发即二次排放增加。典型POPs在温度每升高1°C的情况下挥发性会提高10%–15%（Lamon et al., 2009）。例如Komprda等（2013）研究表明温度升高会导致HCB全年的挥发通量增加7.8%
【参考文献】：
期刊论文
[1]气候变化与持久性有机污染物全球循环[J]. 王小萍,孙殿超,姚檀栋. 中国科学:地球科学. 2016(10)
[2]北极海冰减退引起的北极放大机理与全球气候效应[J]. 赵进平,史久新,王召民,李志军,黄菲. 地球科学进展. 2015(09)
[3]气候变化背景下极地海洋和陆地生态系统中持久性有机污染物的迁移和分布[J]. 武晓果,谢周清. 极地研究. 2014(04)
[4]冰冻圈变化及其对中国气候的影响[J]. 秦大河,周波涛,效存德. 气象学报. 2014(05)
[5]青藏高原冰川雪冰中多环芳烃的分布特征及其来源研究[J]. 李全莲,王宁练,武小波,蒲健辰,贺建桥,张春文. 中国科学:地球科学. 2010(10)
[6]特征基函数ICA在航空发动机故障诊断中的应用[J]. 马建仓,曾媛,张国强. 计算机测量与控制. 2009(09)
[7]持久性有机污染物（POPs）研究进展[J]. 穆季平. 环境科学与技术. 2006(S1)
[8]气候统计诊断与预测方法研究进展——纪念中国气象科学研究院成立50周年[J]. 魏凤英. 应用气象学报. 2006(06)
[9]北极海冰的气候变化与20世纪90年代的突变[J]. 方之芳,张丽,程彦杰. 干旱气象. 2005(03)
[10]宁夏近百年来的气候变化及突变分析[J]. 李艳春,李艳芳. 高原气象. 2001(01)
博士论文
[1]南极普里兹湾和南极半岛附近海域沉积物中典型持久性污染物的残留特征和来源解析[D]. 薛斌.中国地质大学 2014
[2]玉龙雪山地区雪冰中微粒的时空变化特征及环境指示意义[D]. 牛贺文.兰州大学 2014
[3]北太平洋以及北极地区海洋边界层大气持久性有机化合物研究：来源、趋势和过程[D]. 武晓果.中国科学技术大学 2011
[4]北极海冰变化及其气候效应研究[D]. 魏立新.中国海洋大学 2008
硕士论文
[1]北极污染物[D]. 王小飞.中国科学技术大学 2010
本文编号：3350361
【文章来源】：兰州大学甘肃省 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】：
α-HCH、γ-HCH、HCB和PCBs结构式Figure1-1Chemicalstructureofα-HCH,γ-HCHandPCBs.
区大气中PCBs浓度升高（Becker et al., 2006）。Ma等（2016）提出在未来气候温度继续升高的可能性下, 偏远的南北极地区会受到更多的POPs物质二次排放的影响。图1-2表示了POPs在全球环境中由初级排放到二次排放和被存储在POPs环境“储库”中的复杂过程。图1-2从左到右显示出POPs从人类工农业生产活动和无意识排放开始，通过大气输送到达到下游地区，由干、湿沉降和地-气交换进入下游的地表环境介质（冰川、海洋、土壤、积雪）中，在整个过程中经历了反复的气-植物交换、水-气、地-气交换以及光解过程。另一方面POPs从地表环境介质中的再次释放（二次排放），经大气沉降、河流的输入、洋流、径流等过程使POPs进入海洋和极地环境中（Ma et al., 2016）。 图1-2 持久性有机污染物北半球循环模式及主要环境过程（Ma et al., 2016）Figure 1-2 POPs cycles patterns and environmental processes in the Northern Hemisphere (Ma et al.,2016).
9 图1-3 持久性有机污染物循环模式和各环境介质间通量交换示意图（Ma et al., 2016）Figure 1-3 POPs cycles pattern and exchange flux across environmental media (Ma et al., 2016).POPs在农业、商业和工业使用过程中被排放到环境中，便会立即在各储库中进行交换和分配。如上所述，POPs与各储库之间的交换很大程度上依赖于POPs的某些物理化学性质和环境条件。随着POPs在环境中的再分配，这些重要的物理化学性质会控制它们在各个介质中的停留时间。建立POPs理化参数与温度的回归方程可分析温度对POPs的相分配的影响（表1-2）。如表1-2所示，方程中所用到的理化参数主要有分压（PA）、亨利常数（H）、辛醇-水分配系数（KOW）、辛醇-大气分配系数（KOA）、降解和转化特性（如：光解、生物代谢和水解）。其中，分压气强（PA）和辛醇-大气分配系数（KOA）常用于指示物质的挥发能力；亨利常数（H）和辛醇-水分配系数（KOW）常用于指示物质在大气和水体之间的相分配情况（武晓果，2011）。综合表1-2中分压强（PA）和温度（T）间的正相关关系、以及辛醇-大气分配系数的对数（log KOA）和温度（T）之间的负相关关系得出温度的升高可造成POPs分压强升高和辛醇-大气分配系数下降，从而使得这些POPs物质的挥发即二次排放增加。典型POPs在温度每升高1°C的情况下挥发性会提高10%–15%（Lamon et al., 2009）。例如Komprda等（2013）研究表明温度升高会导致HCB全年的挥发通量增加7.8%
【参考文献】：
期刊论文
[1]气候变化与持久性有机污染物全球循环[J]. 王小萍,孙殿超,姚檀栋. 中国科学:地球科学. 2016(10)
[2]北极海冰减退引起的北极放大机理与全球气候效应[J]. 赵进平,史久新,王召民,李志军,黄菲. 地球科学进展. 2015(09)
[3]气候变化背景下极地海洋和陆地生态系统中持久性有机污染物的迁移和分布[J]. 武晓果,谢周清. 极地研究. 2014(04)
[4]冰冻圈变化及其对中国气候的影响[J]. 秦大河,周波涛,效存德. 气象学报. 2014(05)
[5]青藏高原冰川雪冰中多环芳烃的分布特征及其来源研究[J]. 李全莲,王宁练,武小波,蒲健辰,贺建桥,张春文. 中国科学:地球科学. 2010(10)
[6]特征基函数ICA在航空发动机故障诊断中的应用[J]. 马建仓,曾媛,张国强. 计算机测量与控制. 2009(09)
[7]持久性有机污染物（POPs）研究进展[J]. 穆季平. 环境科学与技术. 2006(S1)
[8]气候统计诊断与预测方法研究进展——纪念中国气象科学研究院成立50周年[J]. 魏凤英. 应用气象学报. 2006(06)
[9]北极海冰的气候变化与20世纪90年代的突变[J]. 方之芳,张丽,程彦杰. 干旱气象. 2005(03)
[10]宁夏近百年来的气候变化及突变分析[J]. 李艳春,李艳芳. 高原气象. 2001(01)
博士论文
[1]南极普里兹湾和南极半岛附近海域沉积物中典型持久性污染物的残留特征和来源解析[D]. 薛斌.中国地质大学 2014
[2]玉龙雪山地区雪冰中微粒的时空变化特征及环境指示意义[D]. 牛贺文.兰州大学 2014
[3]北太平洋以及北极地区海洋边界层大气持久性有机化合物研究：来源、趋势和过程[D]. 武晓果.中国科学技术大学 2011
[4]北极海冰变化及其气候效应研究[D]. 魏立新.中国海洋大学 2008
硕士论文
[1]北极污染物[D]. 王小飞.中国科学技术大学 2010
本文编号：3350361
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