应用EQC模型预测韶关地区十溴二苯醚的多介质归趋

郑 昱 黄阳晓

(广东省韶关生态环境监测中心站，广东 韶关 512026)

十溴二苯醚(Decabromodiphenyl ether，简称BDE-209)是一种用作阻燃剂的持久性有机污染物。2015年10月在第十一届持久性有机污染物审查委员会上，十溴二苯醚被列入《斯德哥尔摩公约》持久性有机污染物名单。因此，十溴二苯醚的消除和减少及其污染排放成为一个亟待解决的问题。由于健康和环境问题日益严重，欧盟于2017年完全停止了十溴二苯醚的生产。然而由于目前缺乏预防性立法，含有十溴二苯醚的产品仍有可能在生产和生活中被使用。因此，研究预测十溴二苯醚在韶关市的环境归趋及分布具有重要意义。

1 研究方法

1.1 研究区域概况

韶关市地处南岭山脉南部，全境在地质上处于华厦活化陆台的湘粤褶皱带，全市境内山峦起伏，高峰耸立，中低山广布，北部地势为全省最高，位于乳源、阳山、湖南省交界的石坑崆，海拔为1902 m，为广东省第一高峰，南部地势较低，市区海拔最低35 m。全市土地面积达18400 km2，其中韶关市区面积为3468 km2。

年平均温度为21 ℃，年平均降雨量为1700 mm，全年无霜冻期为310 d左右，冬季北部有雪。由于韶关市处于广州北部，是广东省的门户城市，有着重要的生态城市定位，因此研究该城市的BDE-209浓度为预测其他污染物浓度提供参考依据。

1.2 模型构建

本研究使用最新的EQC(Equilibrium Criter)模型来考虑十溴二苯醚在区域范围内的环境归趋情况。EQC模型是基于逸度原理开发得到的，具有计算方便、结构清晰的特点，通过建立质量平衡方程式计算出污染物的逸度，进而得到污染物在不同环境介质的浓度，该模型有3个层级：一级考虑封闭环境中的平衡分布或稳态，并建议化学物质将分配到的环境相或介质中，一级模型输出确定逸度容量和化学浓度可能最高的介质；第二级和第三级是在前一级的基础上，通过增加平流通量、降解和介质之间的输送，最终计算出停留时间。EQC模型首先由Mackey等人开发，他们将其应用于多环芳烃、芘和铅。此后，该模型已应用于持久性有机污染物和其他化学品的许多不同情景。

本研究所选模型域为100 km×100 km的韶关中部地区，由浈江区、武江区、曲江区和仁化县组成。根据浈江、武江、北江平均水深及自然环境因素，确定模型的空气、水、土壤和沉积物的深度分别为1000 m、35 m、0.2 m和0.05 m。通过获取USEtox、化学品信息网等网站的有效信息，将BDE-209的物理化学性质、向各环境介质的排放速率及韶关市环境信息数据代入EQC模型中，求出BDE-209在空气、水、土壤、沉积物中的浓度与质量。

2 结果讨论

模型计算结果如图1所示，发现空气中BDE-209的浓度为82 ng/m3，质量为8202 kg，占环境中全部BDE-209质量的0.216%；水中BDE-209浓度为9.82 ng/L，质量为1964 kg，占0.0518%；土壤中BDE-209浓度为165 ng/g，质量为3.56×106kg，占比为94%；沉积物中BDE-209浓度为911 ng/g，质量为2.19×105kg，占比为5.77%。通过计算可以得出，BDE-209释放到空气介质的大部分污染物都降解消散了，空气中大量的BDE-209进入水介质，由于其具有疏水性和亲脂性，大部分BDE-209吸附在有机物上，最终进入沉积物中。同时BDE-209易富集于土壤中，是最主要的汇之一，蓄积在土壤上的BDE-209很少再次逸出回大气中。

图1 模型计算结果预测图

这项研究表明，利用逸度模型可以合理地表征十溴二苯醚在韶关市中部地区的环境行为、分布和浓度。模型结果表明，十溴二苯醚在土壤和沉积物中具有很高的分配亲和力，并且在非稳态平衡条件下，BDE-209都会在一定程度上分配到相对不动的土壤介质中。由于韶关市曲江区向空气中排放的BDE-209较多，也存在远距离迁移的风险。这说明韶关的十溴二苯醚问题不仅会影响韶关市，也会影响周边地区。因此，生态环境部门应尽快限制十溴二苯醚的生产和使用，以避免在沉积物中形成未来的源区以及十溴二苯醚在空气中的长距离运输。在未来的研究中，会考虑其他与天气有关的因素，例如风速和风向以及降水对浓度的影响，也有可能寻求更详细的资料，这些信息资料可以用来更加清晰地建立韶关市十溴二苯醚负载情况的预测模型。