基于BETR-MFG(Ⅳ)模型的石油开采区PAHs多介质时空模拟研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:singularity1234
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随着工业的发展,石油行业已经成为国家综合国力的重要体现,石油污染问题日渐突出。因此,掌握石油开采过程中产生的污染物的迁移转化分布规律以及生态风险水平,成为控制石油污染以及清洁生产的有力科学依据。多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)是陆地石油开采过程中产生的重要污染物,现有研究中多为单介质环境下的污染规律及机理研究,而采用多种方法对PAHs的时空差异性及相应的风险评价水平进行定性研究与定量表征相结合的研究成果较少。本论文在已有陆地石油开采区PAHs环境介质间迁移转化研究基础上,填加了温度变化及风向风速等气象条件,借鉴BETR (Berkeley-Trent)河流模型,以四级逸度方法为基础对研究区域进行空间分割,建立了BETR-MFG(IV)模型,实现以月份变化为基础的PAHs多介质(大气、水、土壤、沉积物)时空分布模拟研究。弥补单一区域环境条件下因季节、区域差异造成的不足,完善了BETR河流模型向陆地多种介质交错的复杂污染物空间模拟的转化,使模拟结果更加可靠,研究区域内PAHs的时空环境质量风险及人体健康风险水平的定量表征更具有实际参考价值。研究结果表明,落地原油是PAHs进入环境系统的主要形式,大气平流及废气相排放是污染物环境系统的主要输出形式,土壤介质是PAHs的主要归宿。2009-2014年大气、水、土壤及沉积物相中PAHs浓度处于稳定状态,上下波动分别为7.8%、0.01%、0.02%和0.32%。这主要是因为从09年起石油开采量处于平稳阶段,PAHs在各介质中的源排放量也相对稳定,随着时间的推移PAHs浓度逐渐减少,在大气中,四环以上的高分子PAHs,即FLA、BaP、BKF、DBA,占整个比例的85%以上,大气中的PAHs浓度量较低。在土壤中PAHs多以BaP以及含有三苯环(ANA、ANY、FLU)为主,分布均衡,均在30%左右。而水相中主要以二、三环为主,即NAP、ANA、ANY、FLU和PHE。在沉积物相中,多为IPY、DBA、BPE等高分子量污染物,它们较容易吸附在沉积物上,且难降解。本研究以BETR-MFG(IV)模型模拟结果为基础,对2009-2014年间研究区域内的PAHs进行多介质环境下时空分布生态风险评价。评价结果显示,BaP和BaA综合环境风险水平最高,即中等风险或低.中风险水平,其环境质量风险主要来自石油开采和焦炭燃烧。16种PAHs中,BaP、BKF、CHR以及DBA的非致癌风险是不可接受的,其余12种PAHs是可接受的;BaA、BbF、BkF、BaP、CHR、IPY、NAP和DBA具有不可忽略的致癌风险。基于上述结果的大量数据并不能通过简单的表格或者模拟图进行展示,因而本文尝试构建了数据库将大量模拟计算的结果以及地理信息相结合,准确无误的将模拟和评价结果以及相应的趋势变化直观的表现出来,为环境预防提供重要理论依据。
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