[發明專利]一種污泥農用后有機化學品暴露濃度的預測方法

有效

• 申請號: 202010421146.9
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111540414B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 范德玲;周林軍;劉濟寧;古文;郭敏;楊興鳳;王蕾;顧杰;吉貴祥;石利利;梁夢園;汪貞
• 申請（專利權）人: 生態環境部南京環境科學研究所
• 主分類號: G16C20/10
• 分類號: G16C20/10
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 王斌

1.一種污泥農用后有機化學品暴露濃度的預測方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)建立污泥農用土壤暴露概念模型；(2)建立參數清單；(3)獲取待研究有機化學品的理化性質參數、污泥基本性質參數、土壤和環境基本性質參數；(4)計算有機化學品氣-水分配系數；(5)計算土壤有機碳含量及土壤-水分配系數；(6)計算土壤中有機化學品去除速率參數；(7)計算土壤中有機化學品隨時間變化的濃度；

所述污泥農用土壤暴露概念模型將土壤作為一個單一混合均勻的區間，有機化學品的主要引入過程為污泥施用，主要去除過程為揮發、生物降解、淋溶，考慮污泥施用中有機碳的生物降解對土壤-水分配系數的影響；

所述有機化學品的理化性質參數包含：分子量MW、蒸汽壓Vp、水溶解度Sol、土壤生物降解速率常數k_bio.soil或土壤生物降解半衰期DT_50biosoil、吸附系數k_oc或正辛醇/水分配系數k_ow、干污泥中有機化學物質濃度C_sludge；

所述污泥基本性質參數包括：干污泥的年使用率APPL_sludge、污泥有機碳含量foc_sludge、污泥中可快速生物降解有機碳含量foc_sludge-f、污泥中緩慢生物降解有機碳含量foc_sludge-s、污泥中不生物降解有機碳含量focsl_udge-r、可快速生物降解有機碳的生物降解速率常數k_f、緩慢生物降解有機碳的生物降解速率k_s；

所述土壤和環境基本性質參數包括：土壤中有機碳的質量分數foc_·soil、土壤的混合層深度DEPTH_soil、土壤容重RHO_soil、擬計算土壤濃度的時刻t、滲透進入土壤的雨水比例F_{inf_soil}、濕沉降速率RAIN_rate、環境溫度TEMP；

計算土壤-水分配系數采用的有機碳含量是污泥中可快速生物降解有機碳、緩慢生物降解有機碳及不生物降解有機碳，及土壤本身有機碳之和，其中可快速生物降解有機碳、緩慢生物降解有機碳的生物降解遵循準一級生物降解動力學方程；

所述土壤中有機化學品隨時間變化的濃度計算如下：

污泥施用1次后0時刻，土壤中有機化學物質的濃度C_soil1(0)：

有機化學品在土壤中的去除遵循準一級生物降解動力學方程，污泥施用1次后t時刻，解微分方程計算得到土壤中有機化學物質的濃度C_soil1(t)計算方程如下，其中C_soil1(0)為初始條件：

C’_soil1(t)＝-k_soil(t)·C_soil1(t)

污泥施用1次后t時刻，土壤中有機化學物質的平均濃度C_{soil1(t)_average}：

C_{soil1(t)_average}＝1/t×∫C_soil1(t)dt。

2.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，建立的參數清單包括：有機化學品基本性質參數8個，污泥基本性質參數7個，土壤和環境基本性質參數7個，環境歸趨參數13個，土壤中有機化學物質的去除參數6個，土壤中有機化學物質濃度參數2個。

3.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，有機化學品氣-水分配系數計算公式為：K_aw＝HENRY/(8.314×TEMP)，其中K_aw指氣-水分配系數，HENRY指亨利常數。

4.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，土壤中有機化學品總去除速率是揮發、淋溶和生物降解速率之和，且去除遵循準一級生物降解動力學方程。