《多介质环境归趋模型研究方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多介质环境归趋模型研究方法（121页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、南开人学博I 学位论义摘要R e s e a r c h 蛐M u I t i m e d i aE n v i r o n m e n t a lF a t eM o d e lA - b s t r a c tB a s e do ne x p l a i n i n gt h ep r i n c i p l c sa I l dm e t h o d so fm u l t i m e d i ae n v i r o n m e n t ，t h i st h e s i se m p h a s i z e do nt h ec h c o r i e s 卸dm e t h o
2、d so fm u l t j m e d i ae n V i m n m e 玎t a lf a t em o d e I ，w h i c hi n c l u d j n gf o u ra s p c c t s ：( 1 ) I n t 州u c i n gt h em e o r i e sa I I dm e t h o d so fm a t h e m a t i cm o d e lo fm u l l i m e d i ae n v i r o n m e n t B a s c do nc 0 U e c t i n g m e r o u sr e f e r e
3、 n c e s ，t h et h e s i sa n a l y z e da n dc o m p a r e dm em e t 量，o d sa I l da p p l i c a t i sb o t hi nC h i n a 锄da b o a r d ，a n dt r i e dt od i s c u s sI h ef u t u r et r e n do fs t u d yo nm u l t i m e d i ae n V i r o n m e n t a lf a t em o d e la c c o r d i n gt oi t sl i m i
4、 t a t i o n 圆T h et h e o 口0 fM a r k o Vp m c c 嬲w e r e u p 】e dH 殖t hp c d l u t 柚t s m u 撕m e d j ae n v i r o n m e n t a 王f a t et oe x p l a i nt h er e l a t i o n s h i pb e t c c np o l l u t a n t s c h 缸礼t e r i s t i c s 酊t r a n s f e r t r a n s f o 瑚a t i o n 柚dt r a n s i t i o nm
5、a 砸xo fM a t k o Vpr _ O c 髂s ，a l I dm eM a r k o vm o d e lw a sd e v c l o p c dt Od e s c r i b ct h cp o l l u t a n t s b c h a v i o ra l l df a t ci nt I l em u l t i m e d i ae n v i I D n m e n t ( 3 ) c o m b j n i n gw i t h s t u d yo nC h r a c t e r i s t i c so fT r a n S f c 伽s f o
6、廿n a t i o na n dL o a d i n gL 删e l so f 聊i c a lP o l l u t 孤t si nt h eL a n z h o uR e a c ho fY e l l o wR i v e r ? t h et y p i c a lp o l I u t 如l _ - p h e n a n t h f e n ew 够s e l c d e da st h er e s e 砌o b j e c t A c c o r d 血gt ot h ee n v i r o n m e n t a lc h a r a c t e r i s t j
7、c sO fL a n z h o uR e a c h ，t h ee n v j 啪m e n t a ls y s t e mw a sd i v i d e dj n t Of o u rs u b s y s t e m sw h i c hi n c l u d i n ga i r w a t e r ，s u s p e n d i n gs u b s t a n c e s ，a n db u r i a is e d i m e n t ，t h eM a r k o vm o d e la l l dt h ef l I g a c i t ym o d c lw h
8、i c hh a sb e e na p p l i e ds u c c e s s f u l l yw e I eu s e df e s p e c “V e l yt os t u d yt h ec h r a d e r i s t i c so ft m n s f e r t r a J l s f o 哪a i o na n de n v i r o n m e n t a lf a t eo fp h e n a n l 量l f c n ei nL 柚z h o uR e a c ho fY b l l O wR i v e L( 4 ) C o m p a r i n
9、 gt h er e s u l t so ft w od j f 艳r e n tk i I l d so ff 矾em o d e l sm e n t i o n e da b o v e ，i tj sf o u n dI h a tm eo u t p u t sa f cq u i t ec l o s et oe a c ho t h e r e x c c p tf o rt h eo u t p u to fb u r i a ls e d i m e n t ，w h i c hm a ya t t r i b u t i n gt ot h es t n l c I u
10、r ed i f f c r e n c eo ft h em o d e l s 1 ng e n e r a lt h eM a r k o vt h e o r yc o u l db eu s e dt os t u d y h ef a t eo fp o l l u t a l l t sj nm u l t j m e d i ai南开人学博I j 学位论文摘要e n V l r O n m e n tK e y w O r d s ：m u l t i l n e d i a ，e n v i r o 舯e n t a lf a t e ，m o d e l ，f u g a
11、c i t y ，M a r k o vp r o c e s s南开人学博l 学位论史前言前言随着工业、农业、交通运输等领域的发展和科学技术的进步，越来越多的有毒有机化合物排入环境，造成河流、湖泊、海洋等水体质量恶化，可利用水资源逐渐减少，并通过食物链的传递作用，最终威胁人体的健康。自2 0 世纪7 0 年代开始，世界各国开始重视研究水体的有毒有机污染问题，这些研究主要包括：( 1 )开发灵敏有效的分析水体环境中痕量污染物的方法，并对水体中的污染物进行普查；( 2 ) 优先污染物的筛选及定期监测；( 3 ) 污染物的生态效应( 包括急性毒性效应和慢性毒性效应、三致效应、内分泌干扰效应等) ；
12、( 4 ) 污染物在水体环境中的各种迁移、转化过程及归趋：( 5 ) 污染物在水体环境中的生态风险评价；( 6 )各种数学模型的建立及改进。长期以来，许多专家学者在研究污染物的行为变化，寻求控制环境污染和生态破坏的有效途径时，都涉及到多介质环境问题，如在研究水体污染时，往往会遇到大气和土壤及沉积物对水环境的影响( T h o 腿s ，1 9 6 5 ：B e c ke ta 1 ，1 9 7 6 ) ；在研究沉积物与土壤污染时，需要考虑它们与水体和大气环境之间的物质交换( c h a p m a n ，1 9 8 9 ；S h e l l i n g b e r ge ta 1 ，1 9 8
13、4 ) ：在研究大气环境污染时，也需考虑地表水和土壤对大气污染的贡献( R 鲫e s h ，1 9 8 9 ) 。虽然这些研究并未将多介质环境作为一种新的科学概念而加以论述，但却充分表明，进入环境的污染物通过环境介质单元的跨边界迁移，进行着动态的分配，最终以一定的比例存在于每个环境介质单元内，并在其中发生复杂的物理、化学和生物转化，因而进入环境的污染物具有系统性、关联性和整体性的行为。生态系统污染的日益多样化、污染危害时间的同益持久性、污染空间的不断可转移性与全球化，也充分说明单一介质环境污染的控制与研究已不能有效解决环境污染和生态破坏问题，研究污染物在环境系统的行为变化时，必须考虑各环境介质
14、单元之间的相互联系，即污染物的多介质环境问题，因此2 0 世纪8 0 年代出现了“多介质环境”概念。1 9 8 6年在美国加利祸尼亚州圣莫尼卡举行的关于污染物在多介质环境中迁移、转化和积累的第一次国际专题研讨会( C o h e n ，1 9 8 6 ) 是关于多介质环境研究发展过程 暂开人学博I ：学位论文前苦中的一个里程碑，此次会议就多介质环境研究的若干问题，如污染物跨环境介质的迁移转化规律、数学模型和暴露分析等进行了广泛的讨论和交流，对多介质环境研究的发展起到了积极的推进作用。迄今为止，多介质环境的研究内容主要包括：污染物的跨介质迁移、污染物在多介质环境的转化与归趋、多介质环境的数学模型
15、、有毒有害化学品对多介质环境的暴露分析和风险评价等，这些研究成果已经渗透到复杂的生态系统研究中，为进一步研究污染物的环境生物地球化学循环和全球环境变化提供了科学的理论与方法，并得到了广泛的应用“2 1 。9 0 年代初，多介质环境概念一经提出，在我国多介质环境的研究始于2 0 世纪叶常明教授时专注于有机污染物在多介质环境中的循环过程与数学模型的研究嘲，相继提出了“环境介质问的交界面存在一定厚度”、多介质环境污染控制的“连锁反应”与“活动强度”等新思想和新概念，并从多介质环境理论的角度，论证了要改善全球环境质量，发达国家应该承担更多责任的必要性与合理性，对于研究污染物在多介质环境的迁移转化、制定
16、环境污染的控制技术对策、推动可持续发展，具有重要的理论和实践指导意义。借鉴于国内外学者已经提出的研究方法与已经取得的研究成果，本论文拟以多介质环境的理论与方法为基础，利用多介质环境的逸度理论与随机过程的马尔柯夫理论研究污染物在多介质环境的迁移转化与归趋模型，并对两种模型进行对比分析。2南开人学博l ：学位论文第一章第一章多介质环境概论1 1 环境介质的内涵1 1 1 环境与环境介质环境指围绕人群的空问及其中可以直接或间接影响人类生存和发展的各种因素的总体，通常由大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈等圈层组成，是个复杂的_ 丁 = 放系统。任何环境系统均由物质、能量和信息三部分构成，系统内的各圈层之间以及系统与外界之间时时刻刻都发生着物质、能量和信息的传递与交换。对于任何环境系统，将其中的物质部分如大气、水、土壤或沉积物、生物等称为环境介质，能量和信息部分则称为环境因素。环境系统中能量和信息的交换是通过物质的传输来实现的，因此环境介质与环境因素之间既有区别，又有联系，前者是载体，后者是客体。1 1 2 环境介质的属
