文档介绍：第一章
第二节非点源有机污染物的成因类型、主要来源与输入方式
一、环境中烃类污染物的成因类型与输入方式
大气、水体、土壤和沉积物等环境介质中微量烃类污染物成因类型主要包括矿物油类污染、化石燃料(如石油、天然气、煤)及天然有机质的不完成燃烧产物、高等植物中的蜡质分解、生物有机体(高等植物、水生生物)生物化学作用产物等。微量有机污染物可来源于人为因素,也可来源于自然因素。人为排入环境中的有机污染物的污染源主要包括农田污水灌溉、交通运输(主要由汽车尾气中没有充分燃烧的烃类及其石油化工工业裂解石油的废气所致)、化石燃料不完全燃烧、建材和消耗品的侵蚀和淋滤、垃圾不合适处理、城市和工业排放等(Moxon,1998;Evans和 Nizeyimana,1998) ,废物倾倒、垃圾填埋等也可产生烃类污染物。此外石油开采、储运、加油站石油泄漏和汽车漏油经雨水冲刷进入河湖水中的非点源石油污染也不可忽视。天然源主要包括细菌、高等植物、低等微生物等现代生物有机质的微生物降解等自然因素作用产生的污染源(Jassby等,1993)、森林火灾导致生物质不完全燃烧产生多环芳烃,暴风雨造成的地表径流等,这些有机污染物富集到一定程度,也会对人类及其生存的环境也会造成严重危害。其中最普遍的和最重要的污染源为城市非点源与农业非点源两大类,农业活动被认为是造成非点源环境问题的最主要原因(Maciej Dzikiewicz,2000),城市地表径流居其次。其它比较重要的人为排入环境中的烃类化合物主要由汽车尾气中没有充分燃烧的烃类以及石油化工工业裂解石油的废气所致。
烃类污染物进入土壤和沉积物的主要方式有大气颗粒物的干湿沉降,通过水体渗流、地表径流、河流及灌溉输入,固体物质排放及天然有机物的生物化学降解等(图1
-33)。其中大气干、湿降尘是土壤、沉积物中烃类污染物的主要来源,从而大气的污染源类型在一定程度上控制着土壤、沉积物中烃类污染物的组成与分布特征。
二、大气中主要有机污染物的来源
人类活动以及某些自然灾害都可能向大气排放污染物,如果排放量超过了大气的容量时,就会造成大气污染。根据大气污染物的存在形式,可以将大气污染物分为颗粒物质和气态物质。
颗粒物质:固体颗粒(降尘>10μm, 飘尘1-10μm,烟尘<1μm)。
胶体颗粒—雾 -1μm.
气溶胶体
气态物质(一次污染):含硫化合物、含氮化合物、碳氢化合物、碳氧化合物、卤素化合物。
二次污染:由一次污染物经过反应生成的一系列新的污染物。
臭氧、过氧化乙酰硝酸酯、硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气溶胶。
大气有机污染源包括天然污染和人为污染两类,天然源包括燃烧(森林大火和火山喷发)和生物合成(主要包括沉积物成岩过程、生物转化过程和焦油矿坑内气体中微生物、原生动物、藻类和高等植物合成而成)。人为源十分复杂,据Glen(1998)研究,大气中人为的有机污染源主要有交通源(汽车尾气,同时伴随轮胎磨损、路面磨损产生的沥青颗粒以及道路扬尘)、家庭烹调(肉类烧烤、煤、油、木柴及天然气燃烧等)、香烟等。此外还有垃圾焚烧和工业活动(金属冶炼、铸造、石油精炼、木柴处理厂、炼焦厂、杂酚油制造厂)等。其中,化石燃料及其它有机物不完全燃烧或热解过程是大气中有机污染物的主要来源(Verschuerren,1983)。在美国这样的发达国家中,家庭燃柴是一项贡献率很大的污染源(Bruce,1989; Greenberg,1985),而我国是一个以煤炭资源为主要能源的国家,燃煤是空气中PAHs的主要贡献者(朱坦等,1998;姚渭溪等,1992;钟晋贤,1985;洪伟雄,1986)。另外,由于饮食习惯的不同,烹调源也成为我国的特色污染源。
图1-33 土壤、沉积物中烃类污染物输入方式示意图
S-污染源(S1-大气源、S2-水源、S3-固体物源),E-交换作用(E1-气水交换、E2-固气交换、E3-固水交换、E4-水土交换),P-内部过程(P1-大气内部、P2-水内部、P3-固体物内部、P4-土壤沉积物内部)
交通源
汽车尾气是大气有机污染的重要来源之一,如在洛杉机市区的大气中有21%以上的有机气溶胶是源于汽车尾气(郎庆勇,1995)。汽车尾气源成分分析可以直接采集汽车尾气分析(姚渭溪等,1983;孙辰,1995)。汽车以燃烧汽油为,其主要成分为饱和烃,燃烧(不完全燃烧)产物中饱和烃含量较高,非烃沥青质含量相对较低,据彭林等(1996),汽车尾气中饱和烃、芳烃、非烃、%、%、%%。根据小轿车、柴油机载重卡车的尾气分析,测出100种以上的有机化合物。甾烷和五环三萜烷类为石油燃料的标志物,也可作为对汽车尾气污染源进行定量评价的示踪化合物。