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《哈尔滨工业大学》 2011年
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松花江水体中酚类污染物时空分布及迁移转化过程研究

高鹏  
【摘要】:松花江位于中国东北部地区,是中俄界河黑龙江最大的支流。松花江水体中酚类污染物一直受中俄两国的关注。本研究以9种酚类污染物为研究对象,通过河流断面调查、实验模拟和数值模拟研究松花江酚类污染物的时空分布和迁移转化过程。 2007-2009对松花江11个断面水体中酚类污染物进行了为期3年的跟踪研究。结果表明:2007年1月、2月、5月和8月,酚类污染物浓度介于0.05-2.82μg/L、0.04-2.95μg/L、0.02-2.2μg/L和0-0.06μg/L;2008年1月和2009年3月,酚类污染物浓度介于0.02-1.52μg/L和0.02-0.75μg/L。松花江中下游地区酚类污染物浓度较上游地区高。2007年不同水文期酚类污染物平均检出率最高的是苯酚、2-硝基酚和2, 4-二氯酚。3年冰封期中酚类污染物平均检出率最高是苯酚、2, 4-二甲基酚和2-二硝基酚。松花江水环境中苯酚、硝基酚、氯酚和甲基酚是松花江酚类污染中的常见污染物。2007年松花江水体中酚类污染的主要污染物:冰封期为甲基酚,平水期为氯酚,丰水期为硝基酚;冰封期酚类污染的主要污染物是:2007年和2008年冰封期是甲基酚,2009年冰封期是氯酚。与中国、俄罗斯和美国地表水水质标准中酚类污染物的限值相比,在不同的监测时间,2, 4. 6-三氯酚在牡丹江口上监测断面和佳木斯下监测断面的浓度超过俄罗斯和美国的地表水水质标准中对应限值。 采用实验模拟的方法研究了2, 4-二氯酚、2, 4-二硝基酚和2, 4-二甲基酚在松花江水体中的迁移转化过程(底质上的吸附解吸、水体中的生物降解和自然光降解)。研究发现环境因素(pH值、离子强度和温度)、底质有机质和共存污染物(重金属、表面活性剂和共存酚类污染物)能够促进和抑制3种酚类污染物在底质上的吸附。3种酚类污染物在底质上的吸附在48h内达到平衡,二级动力学方程能够模拟酚类污染物在底质上吸附的主要过程,颗粒内混合模型能够模拟酚类污染物在底质上吸附的初始阶段。研究发现,3种酚类污染物在松花江水体中的自然光降解和生物降解半衰期随水文期的变化而变化。 本文采用WASP(Water Quality Analysis Simulation Program)模型对松花江酚类污染物迁移转化过程进行了模拟。以肇源江段的酚类污染物检测浓度作为边界条件输入模型,研究发现肇源和朱顺屯断面的浓度模拟值和真实值较为接近。通过动力学模拟及分析,得知挥发与光解作用受到流量的影响,呈现负相关性,生物降解受水层温度影响,温度升高有助于污染物的生物降解作用。与之相比,水流的扩散稀释作用更加显著,尤其在丰水期,水流对污染物的稀释作用很强。其它断面部分浓度模拟值与真实值之间的差异可以解释为点源源强的变化。 这些发现对于评估酚类污染物在水环境的迁移转化具有十分重要的意义。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X522

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