海面溢油样品指纹解析

在2010年7月16日大连输油管道爆炸事故发生后,在24 h内分别于事故油罐、不同海面厚油膜区域采集原始油样及溢油样品;采用气相色谱质谱联用(GC-MS)对样品中的生物标志物进行检测,通过生物标志物特征比值的变化趋势,对以往溢油鉴别过程中常规生物标志物特征比值进行评价和筛选,并对溢油样品的指纹特征和风化规律进行解析.溢油样品的分析结果表明,在多种因素共同作用的不超过24 h的短期风化过程影响下,筛选排除的生物标志物比值均为国标GB/T 21247—2007中建议的nC17/Pr、nC18/Ph特征比值.化学消油剂与生物消油剂的盲目使用,有可能导致溢油指纹特征的显著变化.     

影响街区峡谷浓度扩散的因素

对街区峡谷内污染扩散规律的研究是城市空气质量预测的主要内容之一。应用现代流体力学数值模拟方法进行大量算例的计算和分析,研究了城市街区峡谷污染物二维扩散的规律。在分析二维街区峡谷内浓度扩散的规律时,发现对街区峡谷浓度扩散的两个影响因素,其中定量分析了湍流脉动对浓度扩散的影响,与层流时得到的浓度扩散进行了通量积分的比较;此外,定性分析了不同类型的街区峡谷对扩散的影响。     

突发污染事故对水源地的影响研究:以长江南京段为例

近年来伴随人类活动的加剧,突发污染事故频发,严重威胁了水源安全。该研究通过构建长江下游大通到徐六泾感潮河段下的二维水动力水质模型,结合长江南京段潜在环境风险,设定长江南京段马汊河工业事故、南京长江三桥船舶事故2种情景,模拟突发污染物苯酚的迁移扩散过程。结果表明:在马汊河事故中,仅龙潭水源地受到30.5 h的影响。在三桥事故中,江浦-浦口水源地受影响时长最短,为18 h;龙潭水源地受影响时长最长,为146 h;夹江水源地在南北侧事故中受影响时长分别为154和18 h。污染带在迁移扩散过程中中心浓度降低,范围扩大,下游水源地受影响时间加长;同时南京段独特的汊道地形以及潮汐作用的影响大大增加了下游水源地受影响的时间。研究结果可为突发水污染事故中各水源地错峰调水方案提供选择依据,为水源应急方案提供理论支撑。     

街区污染物扩散的数值研究

对街区峡谷内交通污染扩散规律的研究是城市空气质量预测的主要内容之一。应用现代流体力学数值模拟方法进行大量算例的计算和分析,研究了城市街区峡谷污染物二维扩散的规律。包括比较各种条件下污染物的扩散浓度,考察来流风速、街区特征比例和日照等因素对扩散的影响,通过研究流场及湍流强度分析其扩散的动力学原因,为改进工程预测模式提供依据。     

海洋溢油污染的生态与健康危害

随着溢油事故的频繁发生,海洋溢油污染备受关注.本文在阐述国内外海洋溢油污染现状的基础上,针对溢油污染对人类健康的影响进行了初步分析,并针对海洋环境中溢油的环境行为以及对海洋生态系统、沿岸滩涂生态系统的毒性效应进行了概述.最后,对海洋溢油污染研究的发展趋势进行了展望.     

胶州湾南部溢油海域表层沉积物油指纹特征参数变化

2013年11月22日青岛黄潍输油管道发生了泄漏爆炸事故,为研究溢油在真实海洋环境中的风化过程提供了可能.本文以2015—2017年青岛胶州湾南部近岸海域的4次调查沉积物样品为对象,采用GC/MS等分析手段,研究了溢油海域表层沉积物中生物标志物的分布特征和特征比值的波动规律,分析了沉积物有机质影响的可能来源.结果表明,溢油海域表层沉积物各站位不同碳数的三环萜烷类和不同立体构型的藿烷类,胆甾烷、甲基胆甾烷和乙基胆甾烷均有检出,Ts/Tm比值较低,可能与生物降解作用有关,比值C31αβ(S/(S+R))、C29甾ααα(S/(S+R))均接近于0.6,指示该区域受到石油输入的影响;溢油海域沉积物各站位甾烷、萜烷特征参数比值分布模式基本一致,表明调查海域有机质组成具有一致性,甾烷、萜烷类特征参数比值随着时间的变化呈现不同规律性的变化,表明溢油污染的海域沉积物受石油污染控制已经较弱,主要受海洋环境有机质输入等自然因素的影响.调查海域沉积物甾烷类物质主要来源于高等植物、浮游生物和藻类共同输入的混源有机质.     

溢油分散剂中吐温80对石油中多环芳烃在海水中光降解的影响

溢油事故发生后喷洒溢油分散剂是常用的应急措施之一,这使得溢油分散剂中的表面活性剂与石油中的重要污染物多环芳烃(PAHs)在海水中共存。光化学转化是水中PAHs的重要转化途径,这些共存表面活性剂如何影响PAHs在海水中的光化学消减还有待阐明。本研究选取溢油分散剂的重要活性成分吐温80和石油中2种不同类型的PAHs(菲和二苯并噻吩),通过光化学实验考察不同浓度吐温80对菲(PHE)和二苯并噻吩(DBT)在海水中的光降解速率常数和光解量子产率的影响,并通过量子化学计算的手段研究其影响机制。研究发现:吐温80可以使PHE和DBT的阳离子自由基回到稳定的基态,降低PHE和DBT的光解量子产率,从而抑制PHE和DBT的光降解。该结果表明,在评价溢油分散剂的风险性时不可忽视其对PAHs环境转化行为的影响。     

长江下游水源地突发性水污染事故预警应急系统研究

针对长江下游主要水源地特点及水污染事故特征,以长江江苏段为例,建立整体一维、分段二维的水量水质预测模型,构建适用于该地区的水源地风险预警模型,实现对于固定源、移动源等水污染事故风险过程的动态模拟及风险预警;将水质预测模型、风险预警模型、地理信息系统、远程控制及自动化等技术有机耦合,研发水源地突发性水污染事故预警应急系统,可准确直观地表现水污染事故的影响范围及发展趋势,为水源地水污染事故风险预警应急工作决策提供科学依据。     

岸滩模拟溢油生物降解条件下原油中双环倍半萜变化规律

以渤西油田海上平台中质原油作为研究对象,进行岸滩模拟溢油生物降解实验.采用气相色谱与质谱联用技术(GC-MS)对原油中双环倍半萜化合物进行了分析,探讨了不同生物降解条件下双环倍半萜化合物的分布规律,并对该化合物诊断比值的变化规律以及稳定性进行了考察.研究结果表明,经过21 d的生物降解,加入生物降解菌剂和营养盐的原油中双环倍半萜化合物的分布变化不大,加入生物降解菌剂和缓释肥的原油中双环倍半萜化合物降解比较大.经过t检验分析,经过21 d短期生物降解,双环倍半萜化合物诊断比值DR3、DR6、DR9以及DR10,可以用于判别生物降解前21 d内油样是否来自同一油源.双环倍半萜化合物诊断比值对于溢油来源鉴别具有重要意义.     

液相色谱稳定特征峰比值鉴别模拟渤海溢油

考察室外自然风化对原油液相色谱稳定特征峰分布的影响,提出基于溢油液相色谱稳定特征峰比值结合聚类分析和"t-检验"分析进行模拟溢油鉴别.结果表明,液相色谱稳定特征峰比值结合聚类分析可以初步推测模拟溢油样品来源,进一步采用特征峰比值和"t-检验"分析可以实现模拟溢油样与可疑原油样品的成功判别.     

多孔介质中三氯乙烯的非线性吸附-对流-弥散模型

研究三氯乙烯(TCE)在含水层中的迁移转化规律,对评价其在环境中的影响、预测其在环境中的行为规律及确定相应的修复技术有着重要的意义.TCE在细砂中的等温吸附规律研究采用批试验和模拟柱试验方法.批试验结果采用四种不同的非线性等温吸附模型进行拟合.结果显示,Linear-Langmuir-Freundlich (LLF) 模型的拟合效果最佳,且该模型能较好地描述表面吸附和分配作用.利用经典对流扩散模型,将以KCl为示踪剂的柱试验结果采用非线性最小二乘法反演模拟柱中的纵向弥散度;利用非线性吸附对流扩散模型,将TCE的模拟柱试验结果采用遗传算法反演吸附参数;结果显示Langmuir等温吸附模型描述柱试验中的吸附模式最好.即批试验与柱实验中的吸附模式是不同的.该结论表明必须重新审视非平衡吸附理论在运移模型中的适用性,以及该理论适用的前提条件.在试验结果和模型反演获得的参数基础上确定的TCE在多孔介质中运移的一维非线性吸附-对流-扩散模型,能够很好地揭示TCE在多孔介质中的运移规律,且模型中的阻滞系数是质量浓度的非线性函数.     

松嫩平原盐碱土水分扩散率研究

对盐碱地土壤水盐运动的定量描述是控制区域土壤次生盐碱化的基础，其中的土壤水分扩散率是研究土壤水盐运动的重要参数之一。文章通过非稳定流水平土柱法对实验区扰动的盐碱地土壤水分扩散率进行了测定，并将实验结果拟合为经验公式，然后将测定的土壤水分扩散率应用于水平入渗方程，用数值计算软件Mathcad6.0对土柱水分水平入渗进行了数值模拟，将实测结果和方程模拟的土壤水分分布状况进行了对比。结果表明本研究得出的土壤水分扩散率的经验方程误差较小。最后讨论了影响土壤水分扩散的土壤质地因素及土壤水分扩散率和含水率之间的单值函数关系。     

珠江三角洲土地利用变化对特征大气污染物扩散的影响

在珠江三角洲两种下垫面条件下,应用CALPUFF大气污染扩散模式,对特征污染物SO2、SO42-的扩散进行数值模拟,探讨大规模土地利用变化,尤其是城镇建设用地增加,对珠江三角洲地区大气污染物扩散的影响,并通过对4个典型区污染物月均质量浓度变化特征分析,揭示土地利用变化对不同地区的污染物分布的影响机制。模拟结果表明：土地利用变化,尤其是城镇建设用地增加,不利于污染物扩散,污染源下风方向地区受影响较大,污染物质量浓度明显升高,SO2和 SO42-年均质量浓度分别增加14.07%和3.31%;受影响范围、变化幅度与污染源排污强度呈正相关,变化幅度亦与污染源距离远近呈负相关。土地利用变化后,尤其是城镇建设用地增加,四个典型区 SO2月均质量浓度都表现为升高趋势,且冬季 SO2质量浓度升高幅度最大,夏季升高幅度最小,临近污染源密集区的两个典型区SO2月均质量浓度分别增加33.6%和26.3%。土地利用变化不仅改变局地的污染扩散,也会对区域的污染扩散有一定影响,尤其对污染源分布密集区的大气污染物扩散影响强度最大。因此,建议人类在城市化建设过程中尽可能保留自然斑块,消除人工下垫面对污染物扩散的负面影响。     

不同热解条件下制备的秸秆炭对铜离子的吸附动力学

研究了不同热解条件下制备的秸秆生物炭对铜离子的吸附动力学规律.以常见的玉米杆和番茄杆为原料,在限氧升温热解的条件下制备生物炭.研究不同热解温度(300、400、500、600、700℃)和不同热解时间(1、2、4、6、8 h)对秸秆生物炭吸附性能的影响,实验结果表明番茄杆样品T6004和玉米杆样品C6006分别获得对铜离子的最佳吸附效果,其去除率分别为98.40%和98.77%.通过批试验探明秸秆生物炭对Cu~(2+)的吸附动力学特征与机理,秸秆生物炭对Cu~(2+)的吸附动力学数据随时间的变化能很好地用准二级动力学方程进行拟合,说明生物炭对Cu~(2+)的吸附是一个复杂的过程,并不是简单的单层吸附.用颗粒内扩散模型进行拟合分析发现,热解时间和温度对秸秆生物炭的吸附边界层厚度均会产生不同程度的影响.此外,颗粒内扩散并非吸附过程的唯一控速步骤,表面吸附和液膜扩散共同控制吸附反应速率.     

不同油类对虾蟹类幼体的胁迫效应

了解不同油类对虾蟹类幼体的急性毒性效应。曝油处理采用磁力搅拌器搅拌,一定时间的超声波乳化等操作,模拟溢油在海洋中风浪、涡动、湍流的乳化过程;设置阶梯浓度组,并在多个平行组急性试验的基础上,估算出8种油品对2种虾类和2种蟹类的半致死质量浓度LC50和安全质量浓度MPC,并运用程序编制溢油质量浓度与虾蟹类死亡率相关性的估算模型。经过分析,结果得到：各MPC值参差不齐,差距较大;燃料油普遍比原油的毒性效应大;相同生长阶段,蟹类比虾类抗油毒害性强、中国明对虾Fenneropenaeuschinensis比日本囊对虾Marsupenaeusjaponicus抗油毒害性强、锯缘青蟹Scyllaserrata比三疣梭子蟹Portunustrituberculatu抗油毒害性强。编制的溢油质量浓度与死亡率相关性的评估模型,简易方便直观,为渔业污染事故理赔提供了一定的参考价值,亦为海域的生态经济学评估提供了一种新的研究方法。     

不同油类对虾蟹类幼体的胁迫效应

了解不同油类对虾蟹类幼体的急性毒性效应。曝油处理采用磁力搅拌器搅拌,一定时间的超声波乳化等操作,模拟溢油在海洋中风浪、涡动、湍流的乳化过程;设置阶梯浓度组,并在多个平行组急性试验的基础上,估算出8种油品对2种虾类和2种蟹类的半致死质量浓度LC50和安全质量浓度MPC,并运用程序编制溢油质量浓度与虾蟹类死亡率相关性的估算模型。经过分析,结果得到:各MPC值参差不齐,差距较大;燃料油普遍比原油的毒性效应大;相同生长阶段,蟹类比虾类抗油毒害性强、中国明对虾Fenneropenaeus chinensis比日本囊对虾Marsupenaeus japonicus抗油毒害性强、锯缘青蟹Scylla serrata比三疣梭子蟹Portunus trituberculatu抗油毒害性强。编制的溢油质量浓度与死亡率相关性的评估模型,简易方便直观,为渔业污染事故理赔提供了一定的参考价值,亦为海域的生态经济学评估提供了一种新的研究方法。     

生物炭材料在海洋石油类污染修复中的应用研究进展

时有发生的溢油事故以及沿海陆源输入性的石油污染会对海洋生态系统造成短期或长期的危害.生物炭是一种原料来源广、低成本、环境友好的富含碳的材料，是解决全球废弃物碳足迹问题的重要措施.近年来，基于生物炭的海洋石油烃修复材料被广泛关注.因此，本文将详细介绍生物炭的制备及生物炭材料在海洋石油烃修复中的应用.生物炭的制备过程中，其理化性质主要受原料类型、热解速率、热解温度和热解时间的影响.生物炭的高孔隙率和丰富的表面官能团，使其具有溢油吸附的巨大潜力.为提高溢油吸附效率，酸改性、磁改性和疏水改性等方法常用来改善生物炭的性质.此外，生物炭基气凝胶因其独特的吸附性能，也得到了广泛的研究和关注.除在水环境适用外，利用生物炭还可对沉积物中的石油烃进行封存和修复，以减少其扩散和生物利用度.多孔、富含营养元素的特点使生物炭可以作为固定化材料来固定石油烃降解菌，以减少海洋环境条件对微生物的冲击，保证菌剂的降解效率.综上，生物炭具备的各种优异性质使其在海洋石油污染修复中具有广阔的应用前景.因此，生物炭实际应用的不足及自身存在的某些性质问题，是此后生物炭的研究重点，应当给予更多的关注.     

模拟太阳光作用下间甲酚的水相和冰相光转化研究

本文研究了在模拟太阳光作用下间甲酚的水相和冰相光转化规律.考察了不同浓度的H2O2、NO-2和NO3^-对间甲酚光转化的影响,建立了不同条件下间甲酚光转化的动力学方程.结果表明,在模拟太阳光作用下间甲酚在水相和冰相中均可以发生光转化,间甲酚的冰相光转化速率小于水相.在本实验条件下,H2O2和NO2^-促进了间甲酚在水相...     

石油污染滩涂生物体内TPH分布及健康风险评估

通过研究溢油事故污染区域中典型生物体内TPH（Total Petroleum Hydrocarbons）分布特征,对其进行暴露人体健康风险评估,从而为污染区域的生态系统修复与恢复工作提供指导依据。在研究区域受溢油污染并采取应急处置10个月后,采集了位于4个污染滩涂集中填放区和1个不受污染的对照区内的生物体和沉积物样品,采用紫外分光光度法和荧光分光光度法测得 TPH 含量。结果表明,污染区域中无齿螳臂相手蟹 Chiromantes dehaani）肌肉组织中的 TPH 含量分布范围为2.94~39.63 mg·kg-1,内脏中的TPH含量分布范围为8.62~155.41 mg·kg-1,内脏组织中的TPH含量高于肌肉组织,两者呈显著的相关性（Pearson相关系数r=0.9456）。受潮汐水动力等环境因素的影响,整个研究区域生物体内TPH的累积呈现不连续非均质特征。生物体肌肉和内脏组织中的TPH含量与沉积物中TPH含量具有明显的线性关系（y=283.3 x+100,r2=0.9901;y=60.701 x+100,r2=9038）,溢油事故造成的沉积物污染是影响生物体内TPH累积的一个重要因素。同时,采用US EPA人体暴露风险评价方法进行人体健康风险评估,结果显示,污染区域生物体内TPH经口摄入的暴露风险指数ERI均值均大于1,分别为1.13、1.05、2.58、2.73,暴露风险处于不可接受水平。根据人体健康风险的可接受水平计算得出可接受的无齿螳臂相手蟹体内TPH安全值为34.4 mg·kg-1,进一步计算得出污染区域沉积物中TPH的修复目标值为2513 mg·kg-1。     

污水土地处理磷污染物迁移转化模拟讨论分析

根据磷在土壤中的迁移转化机理，进行了以土柱试验为基础的“污水土地处理条件下磷的迁移转化模拟试验”，总结了污水中的磷在土壤中迁移转化的规律，提出了定量模拟这一规律的迁移转化联合模型。联合模型为研究磷在土壤中的运动提供了定量化依据，避免了已有研究中将迁移和转化割裂研究造成的误差，丰富并完善了不同形态磷的迁移转化模型。