论文部分内容阅读
持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)是一类具有半挥发性、生物积累性、持久性以及高毒性的有机污染物的总称。多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)、多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)以及有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)都属于典型的POPs类,都被列入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》(简称《斯德哥尔摩公约》)受控污染物名单之中。由于POPs具有半挥发性的特点,其在全球转运的主要途径之一是大气传输。POPs可通过大气传输由污染源迁移至偏远地区。目前有大量研究数据及报告表明,极地地区存在明显的POPs检出及积累现象。本论文是利用XAD树脂被动采样技术,采集了2011年到2015年西南极长城站及其周边地区以及北极黄河站及其周边地区大气样品,通过高分辨气相色谱-高分辨质谱联用(HRGC-HRMS)技术分析样品中痕量的PCBs、PBDEs以及OCPs,并对其污染特征、变化趋势以及来源进行分析。本文主要围绕以下三方面的研究工作展开: (1)对2011-2015年南北极大气中PCBs的浓度水平、单体分布特征以及年变化规律进行了分析,结果表明南极地区大气中PCBs的浓度范围为0.37pg/m3-2.81pg/m3,北极地区为0.96pg/m3-6.87pg/m3,南极科考站周围大气中PCBs的浓度变化特征与其他点位有明显不同,说明南极科考站可能对其周围大气中PCBs的浓度变化有影响;北极地区各点位PCBs浓度年变化不存在显著差异,说明北极受到PCBs的大气传输影响更明显。两极地区各点位大气中PCBs单体多数处于可检出水平,并以三氯代单体PCB-28为主要单体,也反映了大气远距离传输对极地大气中PCBs的单体分布的影响。 (2)对2011-2015年南北极大气样品中PBDEs的浓度水平、单体分布特征以及年变化趋势进行了研究。结果显示南北极各点位大气中PBDEs均有检出,南北极地区大气中PBDEs浓度水平无明显差异(南极为0.05pg/m3-0.75pg/m3,北极为0.09pg/m3-0.30pg/m3),各年份浓度水平变化不大。南北极大气中PBDEs均以BDE-47、-99、-153以及-183为主,单体分布呈现出高溴代单体比例降低,低溴代单体比例增加的年变化趋势。通过对比南北极大气中和两种商用PBDEs工业化学品中主要PBDEs单体的浓度比值发现,南北极大气中PBDEs受到商用五溴代以及八溴代PBDEs产品的共同影响。 (3)研究了2011-2015年南北极大气样品中OCPs的浓度水平、分布特征以及年变化规律,并分析了其可能的来源。在检测的25类OCPs中,检出14类,其中六氯苯(HCB)是最主要检出的OCPs,其在北极大气(129pg/m3)中的浓度明显高于南极大气(40.6pg/m3)。六六六(HCHs)(α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH)以及滴滴涕(DDTs)(o,p-DDE、p,p-DDE、o,p-DDT、p,p-DDT)在南极大气中的浓度分别为:0.63、0.23、0.28、0.05、0.07、0.21、0.04、0.09pg/m3;在北极大气中的浓度分别为:6.10、0.70、0.81、0.10、0.09、0.40、0.08、0.17pg/m3。通过分析大气中α-/γ-HCH以及p,p-DDT/p,p-DDE发现,南极大气中HCHs主要受到工业HCHs以及林丹的共同影响,而北极大气中的HCHs主要受到工业HCHs的影响;南北极大气中的DDTs主要来自历史残留。