基于“指纹识别”理念的贵阳地区住宅室内PAHs污染预警系统研究

Environment pollution has become a public concern. Pollution remediation may cost a lot, no matter which treatment method is adopted, after the contamination is detected. So it is very important and necessary to study the pre-warning system for environmental pollution. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), as typical persistent organic pollutants in the indoor environment, have a great harm to human health. Based on the fingerprint identification theory, the HPLC/MS technology was adopted to establish a method for PAHs fingerprint acquisition; on this base, the chemometrics method was applied to obtain the PAHs feature fingerprint. Then taking Guiyang as demonstrative area, we can acquire the qualitative and quantitative databases for PAHs pollution in different administrative areas, in different years and in different seasons; based on"fingerprint identification" concept, further build the pre-warning systemfor indoor PAHs pollution. The pre-warning system is supposed to monitor hundreds of PAHs pollutants at the same time, which can solve the difficulty of monitoring various pollutants simultaneously and assessing PAHs pollution level quickly. It is a salutary attempt to establish a pre-warning system for indoor pollution, and a new method and technology can be explored for environmental pollution prevention.

环境污染是当今社会关注的焦点问题，当污染发生后，不管使用什么方法和技术手段进行治理，都需要付出巨大代价，且未必能够取得良好的预期效果。因此，对环境污染预警系统进行研究与构建，实属重要、必要和迫切。多环芳烃（PAHs）是室内环境中的典型持久性有机污染物之一，对人体健康具有极大危害。本项目拟在指纹识别理论指导下，采用液-质联用技术构建室内环境中PAHs指纹图谱采集方法，利用化学计量学手段获取PAHs特征图谱；以贵阳地区为示范区域，构建其下辖不同行政区域、不同年份、不同季节的PAHs污染定性和定量数据库，进而构建基于“指纹识别”理念的贵阳地区室内PAHs污染预警系统。该系统具备同时监控上百种PAHs污染物的能力，能够解决当前环境领域存在的难以同时监控众多污染物，难以快速判别PAHs污染程度等难题。这是环境污染预警系统构建的一种有益尝试，可为环境污染防治提供一种可供参考的新思路、新技术和新模式。

多环芳烃（PAHs）是室内环境中的典型持久性有机污染物之一，对人体健康具有极大危害。PAHs污染物种类多达数百种、组成复杂，以环境研究领域现有的技术和方法，还很难实现对上百种PAHs污染物的同时监控，进而全面表征其污染水平与特征。项目负责人在攻读博士学位期间，针对我国西部地区室内环境中PAHs研究匮乏的现状，以西部代表性区域贵州省为研究示范，结合室内降尘的特性，以室内降尘为抓手，开展了PAHs的污染现状、季节变化、区域分布规律、风险特征等研究，并在此基础上探索性地开展了“基于指纹识别理念的PAHs预警系统”研究工作，为西部地区室内环境保护提供了理论依据和技术支撑。但是，由于研究时限的限制，该预警系统还存在一定缺陷，导致其预警能力大打折扣。在此背景下，项目负责人2016年向国家自然科学基金委申请了题为“基于‘指纹识别’理念的贵阳地区室内PAHs污染预警系统研究”的项目，并获得了资助。本项目主要研究内容涉及：基于HPLC-TOF-MS技术的PAHs指纹图谱采集方法研究、PAHs特征图谱获取研究、PAHs特征图谱库构建、以及预警系统构建及运行验证。.通过4年的研究，获得了下列成果：（1）于2017-2019年（春夏秋冬），分别到贵阳地区所辖全部6区1市3县（南明区、云岩区、乌当区、观山湖区、白云区、花溪区、清镇市、修文县、开阳县、息烽县）的城区、乡镇和农村进行了样品采集，共计采集样品4000余份；（2）建立了基于HPLC -TOF-MS技术的PAHs指纹图谱采集方法，并对该方法的线性关系、精密度、稳定性、重复性、回收率、检测限、定量限等进行了研究，验证了该方法的准确性和可靠性；（3）采用所建立的指纹图谱测试方法，对采集到的4000余份样品进行了分析，获得了相关指纹信息；（4）采用数理统计方法，从定性、定量、溯源等角度对获得的指纹信息特征进行了分析，构建了PAHs的定性数据库和定量数据库；（5）在贵阳市区随机选择一区域，对所构建的预警系统进行了验证，结果显示该预警系统具有良好的预警能力。这些研究成果为环境污染防治提供了一种可供参考的新思路、新技术和新方法，具有较好的应用前景。