城市LUCC对多环芳烃多介质循环过程影响机理及模拟研究

城市化所伴生的大规模土地利用/土地覆被变化（LUCC）已经成为城市环境变化的重要驱动力，城市系统内的物质循环过程和机理也因此发生了显著改变。多环芳烃（PAHs）是极具生态和健康风险的POPs类污染物质，是当今学术界面临的重大研究课题。因此，项目选择受高强度人类活动影响的典型城市上海作为研究区域，整合"3S"技术将研究区按2km×2km划分网格并遴选典型网格，系统研究区域内PAHs的多介质累积特征，集成稳定同位素示源和标志物示踪技术辨析各介质中PAHs的主要来源并厘定排放清单，在此基础上，深入探讨城市LUCC过程与PAHs循环的耦合关系，分析PAHs在城市多介质环境中的迁移动力学过程，揭示城市LUCC驱动下PAHs的循环机制，构建基于逸度容量的具有高空间分辨率的PAHs城市多介质归趋模型，模拟PAHs对城市LUCC的响应机理，并进行预测预警，为全球变化的城市响应提供实证资料和理论依据。

城市化所衍生的大规模土地利用/土地覆被变化（LUCC）已经成为城市环境变化的重要驱动力，城市系统内的物质循环过程和机理也因此发生了显著改变。多环芳烃（PAHs）是极具生态及健康风险的POPs类污染物质，是当今学术界面临的热点问题和重大研究课题。因此，本研究在城市LUCC背景下重点研究PAHs的循环过程，深入探讨了目标污染物在城市多介质中的分布特征及多界面迁移过程，揭示了PAHs循环过程与城市LUCC的耦合关系和响应机制，同时构建了具有空间分辨率的动力学归趋模型。主要成果和进展如下：（1）系统阐明了目标污染物PAHs在城市土壤、植被、大气、地表灰尘、水体-沉积物、地表径流以及不透水层等各环境介质中的含量分布特征与时空变化规律，分析了不同功能区和典型梯度带PAHs的富集差异和规律。（2）基于多元判源方法，辨析了城市不同环境介质中PAHs源汇特征，构建了PAHs污染源排放谱。运用潜在源贡献函数（PSCF）模型和浓度加权轨迹（CWT）模型对上海PM2.5和PAHs来源进行空间辨识，采用最新评判模型PMF，截距、斜率、R2等参数来判断模型的拟合结果，根据模型拟合结果判断潜在PAHs来源。（3）阐明了城市多界面PAHs迁移转化过程及其机理，揭示了典型环境介质对LUCC的响应特征，定量估算了城市PAHs归趋行为，模拟预测了土地利用覆盖变化（LUCC）对PAHs归趋的影响，并评估了PAHs生态健康风险。（4）构建了城市多介质逸度模型，模拟了稳态假设下上海城区16种PAHs在大气、水体、沉积物和植物等环境介质中的浓度分布。通过构建上海市PAHs排放清单，计算排放强度和排放谱，建立并完善了归趋模型的本地参数库，并且运用参数优化的模型模拟了目标污染物在城市LUCC背景下多界面迁移归趋。项目研究成果对城市污染控制和管理提供了决策依据。