东北地理所在寒区湖泊中PAHs的环境行为-基于逸度视角下的关键驱动机制研究取得进展
受冰封现象影响,寒区湖泊中多环芳烃(PAHs)环境行为过程复杂多样,且春季湖泊冰层融化将造成其潜在生态风险急剧增加。然而,当前关于冰封期寒区湖泊中PAHs的多介质分布规律特征及其环境行为研究尚显不足。中国科学院东北地理与农业生态研究所水环境健康与模拟学科组以查干湖为研究对象,探究冰封期PAHs在多介质中的环境行为特征及规律,利用Ⅳ级逸度模型刻画了PAHs在多介质中的迁移通量,并重点分析PAHs受环境因素影响下的主要驱动机制。
图1. PAHs在多介质迁移框架图
本研究对典型寒区湖泊中PAHs在冰封期的多介质分布特征进行研究,评估了PAHs在冰层、水层以及沉积物层等5项环境介质中的动态分布。研究结果表明,超过87%的低环PAHs以气溶胶形式封存在冰层中,而水层中超过88%的PAHs附着在悬浮颗粒物中。
图2.PAHs在冰层、水层、沉积物层的质量平衡图
在此基础上,本研究运用Ⅳ逸度模型和Spearman相关性分析来对湖泊中PAHs的环境行为过程进行刻画,并明确其主要驱动机制。逸度模型分析表明,低环PAHs易从沉积物向上迁移至水层,而高环PAHs则表现出相反的趋势。Spearman相关性分析表明,冰封期PAHs的分布受其自身理化性质、研究区自然条件以及人为活动等因素协同影响。本研究解释了寒区湖泊PAHs的特异性环境行为特征及规律,为寒区湖泊污染物综合管控提供理论基础。
图3.AHs浓度与环境驱动因素之间的相关性分析
研究成果以题为《Winter behavior of polycyclic aromatic hydrocarbons in frozen lakes: fugacity insights into partitioning,transport,and key driving mechanisms》,近期发表于国际期刊Environmental Pollution(影响因子IF=7.3),本文由水环境健康与模拟组特别研究助理鞠含俞为第一作者,通讯作者张敬杰研究员和姜力力博士生等共同完成。研究得到了国家自然科学基金面上项目以及国际(地区)合作与交流项目(42471089.4231101419)、吉林省国际科技合作项目(20240402026GH)及吉林省青年人才托举工程(QT202330)的资助。
论文信息及链接如下:
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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