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尼泊尔大城市中持久性有机污染物和多环芳烃的迁移研究进展
2018-06-01

  持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants, POPs)具有持久性、毒性和半挥发性,能够通过远距离大气传输到达世界上的任何地区。青藏高原被认为是地球的“第三极”,已经在其各环境介质中检测出了来自于南亚排放的POPs和多环芳烃类污染物(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)。而相比于其他南亚国家,尼泊尔POPs的研究相对缺乏。因此,为了探究尼泊尔地区的POPs和PAH对青藏高原地区的影响,从2014年到2017年,中国科学院青藏高原研究所、地球科学卓越创新中心的王小萍研究员及其博士生Balram Pokhrel通过一系列的研究,细致阐述了尼泊尔的3座主要城市(加德满都、博克拉和黑道达)的POPs和PAHs在土壤和大气中的分布模式,并通过逸度模型明确了土-气交换的方向和通量,利用特征迁移模型对POPs的传输距离进行了估算后,明确了喜马拉雅和青藏高原地区将成为尼泊尔POPs的关键受体。

  研究结果表明,加德满都、博克拉和黑道达(图A,论文1)不同土地类型下大气和土壤的POPs和PAHs的排放和分布不同。大气中最主要的有机氯类污染物(OCPs)是滴滴涕(DDTs)和六六六(HCHs)(图B,论文1),其中蔬菜生产和销售地是大气DDT和HCH的主要来源区域(图C,论文1)。宗教场所(烧香)、砖窑(燃煤)及交通繁忙的市场大气中PAHs水平都比较高(论文2)。就土壤而言,加德满都和博克拉市集土壤中具有高浓度OCPs;而PAHs污染严重的土壤则主要分布在旅游/宗教区和商业活动区(论文3)。进一步通过逸度模型探究尼泊尔的POPs和PAHs在大气和土壤之间的交换过程,结果发现HCB、硫丹以及小分子的逸度商大于0.5,而DDT和大分子PAHs的逸度商小于0.3,表明尼泊尔的城市土壤是HCB、硫丹以及小分子PAHs的“二次源”,是DDTs和大分子PAHs的“汇”(图D,论文4)。上述的一系列研究明确了尼泊尔城市POPs、PAHs的分布类型和土-气交换过程,作为一个南亚污染物排放大国,其迁移过程对周边的喜马拉雅和青藏高原地区的影响如何?由于之前的研究缺乏尼泊尔大气中POPs浓度的数据,无法判断热带气候条件下的POPs能否传输至喜马拉雅地区,本研究对此研究不足进行了补充完善。通过特征迁移模型对尼泊尔排放POPs的传输距离进行估算,结果表明,HCB、α-HCH、的传输距离均大于1000km(表1,论文1),因此,喜马拉雅和青藏高原地区将成为尼泊尔POPs的关键受体,为南亚排放的POPs传输到 “第三极”的迁移过程提供了新的证据。

  上述研究得到国家自然科学基金面上项目(41571463和41671480),第三极计划,中国科学院国际合作项目(131C11KYSB20160061)的资助。

  论文1链接:https://www.atmos-chem-phys.net/18/1325/2018/

  论文2链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969717326803

  论文3链接:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27032636

  论文4链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004565351830136X

图(A) 论文中的相关的采样地点图 (B)加德满都、博克拉和黑道达的大气中POPs浓度水平 (C) 尼泊尔生产蔬菜地(K2,P2,H2)的大气中DDT(左侧)和HCH(右侧)的季节变化图(D)博克拉和加德满都的POPs (上)和PAH(下)的气-土交换的逸度商(图中箱子表示处于上四位数与下四位数之间的数据,横线表示中位数,方框表示平均数,短线表示最大

表1加德满都、博克拉和黑道达的特征传输距离(CTD, km)

 
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