東北地理所在寒區(qū)湖泊中PAHs的環(huán)境行為-基于逸度視角下的關鍵驅動機制研究取得進展
受冰封現(xiàn)象影響，寒區(qū)湖泊中多環(huán)芳烴(PAHs)環(huán)境行為過程復雜多樣，且春季湖泊冰層融化將造成其潛在生態(tài)風險急劇增加。然而，當前關于冰封期寒區(qū)湖泊中PAHs的多介質分布規(guī)律特征及其環(huán)境行為研究尚顯不足。中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所水環(huán)境健康與模擬學科組以查干湖為研究對象，探究冰封期PAHs在多介質中的環(huán)境行為特征及規(guī)律，利用Ⅳ級逸度模型刻畫了PAHs在多介質中的遷移通量，并重點分析PAHs受環(huán)境因素影響下的主要驅動機制。
圖1. PAHs在多介質遷移框架圖
本研究對典型寒區(qū)湖泊中PAHs在冰封期的多介質分布特征進行研究，評估了PAHs在冰層、水層以及沉積物層等5項環(huán)境介質中的動態(tài)分布。研究結果表明，超過87%的低環(huán)PAHs以氣溶膠形式封存在冰層中，而水層中超過88%的PAHs附著在懸浮顆粒物中。
圖2.PAHs在冰層、水層、沉積物層的質量平衡圖
在此基礎上，本研究運用Ⅳ逸度模型和Spearman相關性分析來對湖泊中PAHs的環(huán)境行為過程進行刻畫，并明確其主要驅動機制。逸度模型分析表明，低環(huán)PAHs易從沉積物向上遷移至水層，而高環(huán)PAHs則表現(xiàn)出相反的趨勢。Spearman相關性分析表明，冰封期PAHs的分布受其自身理化性質、研究區(qū)自然條件以及人為活動等因素協(xié)同影響。本研究解釋了寒區(qū)湖泊PAHs的特異性環(huán)境行為特征及規(guī)律，為寒區(qū)湖泊污染物綜合管控提供理論基礎。
圖3.PAHs濃度與環(huán)境驅動因素之間的相關性分析
研究成果以題為《Winter behavior of polycyclic aromatic hydrocarbons in frozen lakes: fugacity insights into partitioning,transport,and key driving mechanisms》，近期發(fā)表于國際期刊Environmental Pollution(影響因子IF=7.3)，本文由水環(huán)境健康與模擬組特別研究助理鞠含俞為第一作者，通訊作者張敬杰研究員和姜力力博士生等共同完成。研究得到了國家自然科學基金面上項目以及國際(地區(qū))合作與交流項目(42471089.4231101419)、吉林省國際科技合作項目(20240402026GH)及吉林省青年人才托舉工程(QT202330)的資助。
論文信息及鏈接如下：
Ju,H.;Jiang,L.;Yuan,Y.;Zou,S.;Gin,K. Y.-H.;Xu,F.;Zhang,J. Winter Behavior of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Frozen Lakes: Fugacity Insights into Partitioning,Transport,and Key Driving Mechanisms. Environ. Pollut. 2025. 127232. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2025.127232.
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