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园林学院和环境学院科研团队在城市人工湖污染物运移模拟及环境风险评估领域取得新进展

近日,园林学院教师戈晓宇团队、环境学院教师马伟芳团队在城市人工湖污染物运移模拟及环境风险评估领域取得重要进展,研究成果以 “ Transport model simulation prediction and environmental risk assessment of pyrethroid insecticides in urban artificial lakes caused by rainfall: A case study of Cloud Mountain Park in subhumid climate zone”为题,在线发表于环境类权威期刊《Journal of Environment Management》(JCR Q1, IF="8.91)。


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降雨对生物地球化学过程的影响在近年来受到越来越多的关注,但是降雨对养护管理完善的城市公园人工湖水质的影响尚不清楚。本研究关注到降雨会将养护管理时喷洒在树木上的杀虫剂冲刷并随地表径流流入人工湖,从而对水生态及游客人体健康造成威胁。


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秦皇岛园博会鸟瞰


本研究以园博园北园水体为研究范围,以园林中应用广泛、危害性最强的杀虫剂之一高效氟氯氰菊酯为研究对象,通过实测降雨数据,建立并校核了水体污染物二维对流扩散模型,模拟并预测了不同降雨强度下人工湖中高效氟氯氰菊酯的时空分布和降雨后水体更新的时间,预测评估了水生态及人体健康风险。


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研究概况


研究发现,随着降雨强度的增加,污染物浓度的积累速率均遵循二阶方程或一阶方程的曲线。在不同降雨强度下,降雨后被高效氟氯氰菊酯污染的人工湖水体更新时间均超过720小时。高效氟氯氰菊酯的人体健康风险评估值低于危害值,但其对水生生物有很高的生态风险。研究建立的水动力驱动下的污染物二维对流扩散模型为评价降雨对公园农药冲刷的影响提供了相关实例,为改善城市公园人工湖养护管理提供了科学依据。


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(a)四种降雨强度下水生态风险

(b)  四种降雨强度下人体健康风险


戈晓宇副教授和马伟芳教授为共同通讯作者,第一作者为硕士研究生刘思瑶,北京林业大学为第一完成单位。研究工作得到国家自然科学基金(31800606)和北京市共建项目(2015BLU R EE01)的资助。本研究是在河北省第二届园林博览会项目建成后的延续性研究,河北省第二届园林博览会项目曾获2021年度中国风景园林学会科学技术规划设计奖一等奖和2021年度全国行业优秀勘察设计一等奖。


文章链接:https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.118156