上海区域微环境中典型POPs土气交换机制及其输运负荷估算

基本信息
批准号:21876126
项目类别:面上项目
资助金额:61.00
负责人:刘颖
学科分类:
依托单位:同济大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:孙雅洁,马嵩,吴斌,陈松松,郑丽荣,谢淑雅,李彤彤,韩昊
关键词:
城市微环境交换通量持久性有机污染物界面交换扩散模型
结项摘要

Air-soil exchange is a key process of POPs migration in the environment and drives the environmental fate of those pollutants on regional and global scales. At present, many researches quantified the fugacities of POPs in air and soil based on prediction and lab measurement and calculated diffusive exchange flux of these pollutants by fugacity model. This method, to large extent, weakened effects of local micro-environmental meteorological condition, physical and chemical properties of soil, and local aboveground vegetation, which reduced reliability of source-sink recognition and precision of diffusive exchange flux in air-soil exchange process of POPs. This study plans 1) to select three typical POPs and investigate vertical distribution of those pollutants in urban microenvironment close to the ground surface, 2) to analyze the effects of urban microenvironmental meteorological condition, physical and chemical properties of soil, and aboveground vegetation, 3)to develop an in-situ passive sampling method for source-sink recognition in air-soil exchange process of target compounds, 4) to estimate the overall mass transfer velocity of targets in vertical direction and calculate diffusive exchange flux based on the molecular diffusion and turbulent diffusion models; to analyze temporal and spatial variation of the diffusive flux and to estimate those mass load to the surface soil through air-soil exchange process over Shanghai. The key scientific issue in this study involves the precise estimation of air-soil diffusive exchange flux of POPs under real conditions. The novel perspective of this project is to identify accurately transport direction in air-soil diffusive exchange based on the in-site passive sampling technology.

土气交换是持久性有机污染物(POPs)在环境中迁移的关键过程,驱动污染物在区域及全球尺度下的环境行为。目前许多研究采用预测和实验室测量表征土壤和空气中目标物逸度,采用逸度模型计算气态交换通量,该方法忽略了现场气象条件、土壤理化性质和地表植被的影响,降低了土气交换源汇识别的可靠性和气态交换通量计算的准确性。本研究拟选取三种典型POPs,开展近地面微环境中目标物的垂直分布研究,分析近地面微环境气象条件、土壤理化性质和地表植被对土气交换过程的影响,建立基于原位被动采样技术的土气交换源汇识别方法。通过分子扩散和湍流扩散模型,估算它们垂直方向的迁移速率,量化真实环境中土气气态交换通量,分析上海区域环境中土壤气态交换通量的时空差异,估算土气交换过程对土壤污染的输运负荷。关键科学问题:土气交换通量量化评估。创新表现为:利用原位被动采样技术表征土气介质中目标物的逸度,消除分配系数误差,提高源汇识别准确性。

项目摘要

土气交换是持久性有机污染物(POPs)在环境中迁移的重要过程,驱动污染物在区域及全球尺度下的环境行为。目前许多研究采用预测和实验室测量表征土壤和空气中目标物逸度,采用逸度模型计算气态交换通量,该方法忽略了现场气象条件、土壤理化性质和地表植被的影响,降低了土气交换源汇识别的可靠性和气态交换通量计算的准确性。本研究以多环芳烃(PAHs)和有机氯农药(OCPs)为典型POPs,利用被动采样技术,分别在实验室模拟条件下和真实环境场地条件下对目标污染物的逸度进行对比,参照传统分配模型逸度评估结果,建立了真实场地条件下目标污染物的化学活度(逸度)的原位表征方法。结合现有较成熟的空气中目标污染物逸度原位表征方法,构建了PAHs土气交换源汇识别方法,不确定分析结果表明该方法具有较好的源汇识别准确性。以上海中心城区某城市绿地为研究场地,基于场地土壤理化性质评估目标污染物在表层土壤中的迁移速率,基于近地面温度场的在线监测数据估算近地面空气中目标污染物的垂直紊流扩散系数及距地面不同高度污染物的垂直迁移速率,分别采用了逸度模型方法和微气象方法量化评估了土气交换过程中目标污染物的迁移通量。分别在上海市中心城区(同济新村)和区域背景点(长兴岛)、江苏省海门市农村、浙江省舟山市洋山港(岛屿)和嘉兴市新城区(新兴城市)共5个场地开展目标污染物的土气交换过程长期观测,在2018~2021共采集了8批次的成组样品,多环芳烃交换通量在242~1497 ng/m2/day,低环多环芳烃呈现为从空气向土壤的沉降过程,高环多环芳烃多为动态平衡,有机氯农药呈现出从土壤向大气中挥发趋势,最大可达4.77 ng/m2/day。多环芳烃空气干湿沉降年均通量为791~4830 ng/m2/day,以3~4环PAHs为主,远高于气态交换输入负荷,是表层土壤PAHs重要输入途径。为了识别出空气沉降PAHs的污染源区,研发了基于3D-CWT多点联合定位技术,确定了潜在的区域输运源区,即经河北、天津、山东和江苏从上海北部输入和经安徽从上海西部输入2条污染源区。发表论文6篇,其中IF>10 SCI论文4篇;授权发明专利1项;项目负责人成功晋升正高。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

论大数据环境对情报学发展的影响

论大数据环境对情报学发展的影响

DOI:
发表时间:2017
3

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
4

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
5

基于公众情感倾向的主题公园评价研究——以哈尔滨市伏尔加庄园为例

基于公众情感倾向的主题公园评价研究——以哈尔滨市伏尔加庄园为例

DOI:
发表时间:2022

刘颖的其他基金

批准号:41904074
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81773913
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:11101284
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20767004
批准年份:2007
资助金额:22.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61172130
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81503181
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61402193
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71871210
批准年份:2018
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:41602245
批准年份:2016
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21605083
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81900857
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30700672
批准年份:2007
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81773907
批准年份:2017
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:51405387
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51801133
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81901914
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61873048
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:10302002
批准年份:2003
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91854205
批准年份:2018
资助金额:286.00
项目类别:重大研究计划
批准号:41801140
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21177163
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:30470567
批准年份:2004
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:30100151
批准年份:2001
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10672018
批准年份:2006
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:31770429
批准年份:2017
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:11272046
批准年份:2012
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:81460111
批准年份:2014
资助金额:49.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81501443
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21873014
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81403107
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71202115
批准年份:2012
资助金额:21.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51602308
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10676032
批准年份:2006
资助金额:32.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81360430
批准年份:2013
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81273011
批准年份:2012
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31301928
批准年份:2013
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30900166
批准年份:2009
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30700742
批准年份:2007
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81403271
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30500189
批准年份:2005
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11301382
批准年份:2013
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21102156
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31860125
批准年份:2018
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:20907034
批准年份:2009
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51171122
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31902127
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21001034
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41405080
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10975139
批准年份:2009
资助金额:44.00
项目类别:面上项目
批准号:81201999
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31471381
批准年份:2014
资助金额:88.00
项目类别:面上项目
批准号:31370411
批准年份:2013
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:30900513
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31600814
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51209178
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1532122
批准年份:2015
资助金额:66.00
项目类别:联合基金项目
批准号:61202428
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61202183
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31571201
批准年份:2015
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:81303232
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81272796
批准年份:2012
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:11205089
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10972028
批准年份:2009
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:51779211
批准年份:2017
资助金额:53.00
项目类别:面上项目
批准号:61101174
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81660097
批准年份:2016
资助金额:32.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21375107
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:11772044
批准年份:2017
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:11675169
批准年份:2016
资助金额:76.00
项目类别:面上项目
批准号:61701075
批准年份:2017
资助金额:25.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81503244
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41005083
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61304213
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71803099
批准年份:2018
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

内蒙古黄灌区土壤环境中典型POPs迁移机制及降解特性研究

批准号:51469023
批准年份:2014
负责人:裴国霞
学科分类:E0902
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
2

典型POPs环境光化学过程同位素分馏机制及其潜在应用

批准号:20577025
批准年份:2005
负责人:张祖麟
学科分类:B0603
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
3

西南地区典型POPs植被-大气交换的时空特征及数值模式实现

批准号:41673133
批准年份:2016
负责人:徐玥
学科分类:D0707
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
4

磁性微、纳米零价铁核壳材料的合成及其在新POPs及典型环境污染物监控中的应用研究

批准号:21377167
批准年份:2013
负责人:周庆祥
学科分类:B0602
资助金额:80.00
项目类别:面上项目