持久性有机污染物大气被动采样技术体积校正及区域应用研究

采样体积或速率的校正是大气被动采样技术应用的关键。本项目针对大气中的持久性有机污染物，开展被动采样速率校正的DC(Depuration Compounds) 技术方法学研究。该技术的优点在于利用DC的损失同步指示采样过程中污染物的吸附，从而能克服风速、温度等因素对采样速率的影响。以同位素稀释HRGC/HRMS为分析手段，依据DC的损失和吸附动力学模型校正被动采样速率，并结合主动校正方法，对如何选择合适的DC化合物以及DC校正可能存在的偏差进行评价。针对大气中主要以颗粒物形式存在的二恶英污染物，结合DC技术和主动校正方法研究大气中二恶英被动采样的可行性及动力学过程，拓宽被动采样的应用范围。在此基础上，选择北京作为典型的城市区域，利用大气被动采样技术研究大气中二恶英、多氯联苯、多溴联苯醚等POPs的时空分布和污染特征，为正确评估我国城市居民的POPs暴露风险，制定合理的环境政策提供科学依据。

本项目主要开展了大气中气态持久性有机污染物（POPs）的被动采样动力吸附过程、大气中POPs被动采样速率校正的DC（Depuration Compounds）技术和主动采样校正的方法学及评价，大气中主要以颗粒物形式存在的二恶英污染物被动采样的可行性、吸附动力学过程及采样速率校正等方面的研究，并在此基础上将大气被动采样技术应用于北京大气中多氯联苯（PCBs）、多溴联苯醚（PBDEs）、二恶英（PCDD/Fs）等POPs的分布特征研究，系统研究了北京大气中POPs的污染特征、区域分布规律、季节性变化趋势并探讨了主要的污染来源。结果表明在大气被动采样的100天之内，POPs的吸附处于线性吸附阶段，这一阶段气态POPs的采样速率为1.8~7.4 m3 day-1。利用主动技术校正采样速率并与DC校正后的采样速率比较得出，DC技术同步校正气态POPs被动采样速率是有效、可靠的，但是DC校正技术不适合大气中二恶英的被动采样研究。通过大气中二恶英的被动吸附动力学研究得出大气中二恶英的被动采样是可行的，但是只适合低氯代二恶英单体（四至七氯代），对高氯代单体不适合。通过主动校正技术得出大气中二恶英的被动采样速率为0.12~1.18 m3 day-1，明显低于气态POPs的采样速率。通过对北京大气不同区域、不同季节的被动采样研究表明，北京大气中∑PCBs（dioxin-like PCBs+indicator PCBs）、∑PBDEs、∑PCDD/Fs浓度分别为63.26 pg m-3 (9.6~76.7 pg m-3)、19.4 pg m-3 (0.91~176 pg m-3)、0.93 pg m-3 (0.28~3.73 pg m-3)。POPs的季节性变化趋势也反映了其不同的污染来源，PCBs在夏季的浓度最高，主要与来自地面的挥发有关。PBDEs夏季的浓度最高，但是其可能来源于含PBDEs产品的挥发。在污染物的区域分布规律方面，郊区明显低于人类活动集中的城区，远离市中心或各区县中心的乡村地区最低，工业区集中的地区POPs浓度最高。