應用EQC模型預測韶關地區(qū)十溴二苯醚的多介質(zhì)歸趨

鄭 昱 黃陽曉

(廣東省韶關生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心站，廣東 韶關 512026)

十溴二苯醚(Decabromodiphenyl ether，簡稱BDE-209)是一種用作阻燃劑的持久性有機污染物。2015年10月在第十一屆持久性有機污染物審查委員會上，十溴二苯醚被列入《斯德哥爾摩公約》持久性有機污染物名單。因此，十溴二苯醚的消除和減少及其污染排放成為一個亟待解決的問題。由于健康和環(huán)境問題日益嚴重，歐盟于2017年完全停止了十溴二苯醚的生產(chǎn)。然而由于目前缺乏預防性立法，含有十溴二苯醚的產(chǎn)品仍有可能在生產(chǎn)和生活中被使用。因此，研究預測十溴二苯醚在韶關市的環(huán)境歸趨及分布具有重要意義。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

韶關市地處南嶺山脈南部，全境在地質(zhì)上處于華廈活化陸臺的湘粵褶皺帶，全市境內(nèi)山巒起伏，高峰聳立，中低山廣布，北部地勢為全省最高，位于乳源、陽山、湖南省交界的石坑崆，海拔為1902 m，為廣東省第一高峰，南部地勢較低，市區(qū)海拔最低35 m。全市土地面積達18400 km2，其中韶關市區(qū)面積為3468 km2。

年平均溫度為21 ℃，年平均降雨量為1700 mm，全年無霜凍期為310 d左右，冬季北部有雪。由于韶關市處于廣州北部，是廣東省的門戶城市，有著重要的生態(tài)城市定位，因此研究該城市的BDE-209濃度為預測其他污染物濃度提供參考依據(jù)。

1.2 模型構建

本研究使用最新的EQC(Equilibrium Criter)模型來考慮十溴二苯醚在區(qū)域范圍內(nèi)的環(huán)境歸趨情況。EQC模型是基于逸度原理開發(fā)得到的，具有計算方便、結構清晰的特點，通過建立質(zhì)量平衡方程式計算出污染物的逸度，進而得到污染物在不同環(huán)境介質(zhì)的濃度，該模型有3個層級：一級考慮封閉環(huán)境中的平衡分布或穩(wěn)態(tài)，并建議化學物質(zhì)將分配到的環(huán)境相或介質(zhì)中，一級模型輸出確定逸度容量和化學濃度可能最高的介質(zhì)；第二級和第三級是在前一級的基礎上，通過增加平流通量、降解和介質(zhì)之間的輸送，最終計算出停留時間。EQC模型首先由Mackey等人開發(fā)，他們將其應用于多環(huán)芳烴、芘和鉛。此后，該模型已應用于持久性有機污染物和其他化學品的許多不同情景。

本研究所選模型域為100 km×100 km的韶關中部地區(qū)，由湞江區(qū)、武江區(qū)、曲江區(qū)和仁化縣組成。根據(jù)湞江、武江、北江平均水深及自然環(huán)境因素，確定模型的空氣、水、土壤和沉積物的深度分別為1000 m、35 m、0.2 m和0.05 m。通過獲取USEtox、化學品信息網(wǎng)等網(wǎng)站的有效信息，將BDE-209的物理化學性質(zhì)、向各環(huán)境介質(zhì)的排放速率及韶關市環(huán)境信息數(shù)據(jù)代入EQC模型中，求出BDE-209在空氣、水、土壤、沉積物中的濃度與質(zhì)量。

2 結果討論

模型計算結果如圖1所示，發(fā)現(xiàn)空氣中BDE-209的濃度為82 ng/m3，質(zhì)量為8202 kg，占環(huán)境中全部BDE-209質(zhì)量的0.216%；水中BDE-209濃度為9.82 ng/L，質(zhì)量為1964 kg，占0.0518%；土壤中BDE-209濃度為165 ng/g，質(zhì)量為3.56×106kg，占比為94%；沉積物中BDE-209濃度為911 ng/g，質(zhì)量為2.19×105kg，占比為5.77%。通過計算可以得出，BDE-209釋放到空氣介質(zhì)的大部分污染物都降解消散了，空氣中大量的BDE-209進入水介質(zhì)，由于其具有疏水性和親脂性，大部分BDE-209吸附在有機物上，最終進入沉積物中。同時BDE-209易富集于土壤中，是最主要的匯之一，蓄積在土壤上的BDE-209很少再次逸出回大氣中。

圖1 模型計算結果預測圖

這項研究表明，利用逸度模型可以合理地表征十溴二苯醚在韶關市中部地區(qū)的環(huán)境行為、分布和濃度。模型結果表明，十溴二苯醚在土壤和沉積物中具有很高的分配親和力，并且在非穩(wěn)態(tài)平衡條件下，BDE-209都會在一定程度上分配到相對不動的土壤介質(zhì)中。由于韶關市曲江區(qū)向空氣中排放的BDE-209較多，也存在遠距離遷移的風險。這說明韶關的十溴二苯醚問題不僅會影響韶關市，也會影響周邊地區(qū)。因此，生態(tài)環(huán)境部門應盡快限制十溴二苯醚的生產(chǎn)和使用，以避免在沉積物中形成未來的源區(qū)以及十溴二苯醚在空氣中的長距離運輸。在未來的研究中，會考慮其他與天氣有關的因素，例如風速和風向以及降水對濃度的影響，也有可能尋求更詳細的資料，這些信息資料可以用來更加清晰地建立韶關市十溴二苯醚負載情況的預測模型。