论文部分内容阅读
PCDD/Fs和PBDD/Fs(简称PXDD/Fs)具有高毒性,生物累积性,严重危害人类健康和生态环境安全。大气是POPs物质在环境中迁移转化的重要媒介。据现有的研究报道,对于空气中PXDD/Fs在气固相分配及不同粒径上的分布特征还没有一个比较统一的认识;而且有关空气中PXDD/Fs的采样也不统一,造成监测数据彼此之间的可比性存在不确定性。因此,对大气中PXDD/Fs的含量水平、气固相分配及粒径分布特征等的研究可以为更好地了解其环境行为,有效地评估和控制这类风险提供必要的科学依据。本研究系统地研究了空气中PXDD/Fs的污染水平、气固相分配及粒径分布特征,及空气中PCDD/Fs监测技术的差异性研究。主要开展了以下三个方面的研究: 1.利用大流量分级采样器(KS30310/2.5/1.0)在北京城市生态系统研究站采集城区空气样品,系统地研究了北京城区空气中PCDD/Fs和PBDD/Fs的污染水平,气固相分配以及粒径分布特征。∑172,3,7,8-PCDD/Fs和∑132,3,7,8-PBDD/Fs的浓度分别为1499-2799 fg m-3(95.4-175 fg I-TEQ m-3),1171-2424 fgm-3(42.2-109fg TEQ m-3)。PXDD/Fs主要分布在颗粒物中(~90%)。空气中PCDD/Fs以吸附在颗粒物的表面为主,而PBDD/Fs则以结合在颗粒物的有机质中为主,且在不同粒径颗粒物上PXDD/Fs也呈现出相似的分布规律。在动力学直径(aerodynamicdiameters,dae)<1.0μm的颗粒物中PXDD/Fs的含量最高,80%以上的PXDD/Fs都是分布在dae<2.5μm的颗粒物中。PXDD/Fs的浓度随着颗粒物粒径的增加而减少。低氯代PCDD/Fs多倾向于分布在粗颗粒物上,高氯代PCDD/Fs则更多地分布在细颗粒物上。高溴代呋喃在各个粒径颗粒物上都是最主要的组分,且所占比例随着颗粒物粒径的增加而减少,而PBDDs却没有呈现出相似的分布特征。 对空气中低氯代二恶英(∑Cl1-3DD/Fs)分布特征的研究表明其浓度显著高于高氯代二恶英(∑Cl4-8DD/Fs),且主要分布在气相。在颗粒相中,∑Cl1-3DD/Fs浓度并未随着颗粒物粒径的增加而减小,70%的∑Cl1-3DD/Fs分布在dae>1.0μm的颗粒物中,这明显不同于∑Cl4-8DD/Fs在不同粒径颗粒物上的分布特征(70%分布在dae<1.0μm颗粒物中)。 进一步考察了雾霾天和季节对其含量水平和分布特征的影响。在本研究中,雾霾天空气中的∑172,3,7,8-PCDD/Fs和∑132,3,7,8-PBDD/Fs浓度明显高于普通天。PCDD/Fs(95%)和PBDD/Fs(89%)主要分布在dae<2.5μm细颗粒上的趋势也更加明显。与普通天空气中颗粒物上PCDD/Fs的存在形式不同,雾霾天空气中PCDD/Fs在不同粒径颗粒物上均是以结合在颗粒物的有机质中为主。空气中∑172,3,7,8-PCDD/Fs和∑132,3,7,8-PBDD/Fs的含量水平和分布特征均表现出明显的季节特征,冬季空气中PXDD/Fs的含量较高,夏季较低。PCDD/Fs在气相中的分配比例与温度呈正相关关系,与PCDD/Fs相比,对PBDD/Fs的气固相分配影响不显著。 2.利用大流量分级采样器(KS30310/2.5/1.0)采集了两家不同生产规模的再生铜冶炼厂(DYFY和LYJS)冶炼车间的空气样品,分析了冶炼车间空气中PCDD/Fs的含量水平及其粒径分布特征并评估了车间工作人员的呼吸暴露风险。结果表明,DYFY冶炼车间空气中PCDD/Fs浓度为203 pg m-3,是LYJS车间空气中PCDD/Fs浓度的22倍。与DYFY相比,LYJS车间空气中PCDD/Fs在气固相分配上差异性明显。空气中颗粒物上PCDD/Fs浓度均随着粒径的增加而减少。DYFY车间工作人员的每日呼吸摄入量是LYJS的4倍,均低于世界卫生组织规定的日容许摄入量标准。 3.利用不同的大流量空气采样器(KS30310/2.5/1.0,TSP和PM10)在北京城市生态系统研究站连续采集一批城区空气样品,对比研究了其中PCDD/Fs的浓度水平及分布状况。研究结果表明KS30310/2.5/1.0和TSP所监测到的PCDD/Fs的浓度具有可比性(R2=0.99,p<0.01 k=0.97),PCDD/Fs同类物具有相似的分布特征,均能较好地反映空气中PCDD/Fs的分布。利用TSP与PM10采样器所监测到的PCDD/Fs浓度也具有较好的可比性(R2=0.98,p<0.01 k=0.98),TSP与PM10对空气中PCDD/Fs监测数据的差异受季节因素影响不明显,均能较好地反映空气中PCDD/Fs同类物的分布特征。