樹木表皮與表層土壤中持久性有機污染物的環(huán)境分配行為研究以及六溴環(huán)十二烷的氣相色譜質譜分析研究.pdf

1、在課題組以前研究工作基礎上,本研究利用環(huán)境被動采樣介質監(jiān)測大氣中持久性有機污染物(POPs),結合“脈沖大體積進樣-氣相色譜/電子捕獲負化學離子化一四級桿質譜(pLNI-GC/ECNI-qMS)”的分析方法,對樹木表皮和表層土壤中的多氯聯(lián)苯(PCBs)和多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)進行測定,整套方法檢出限低、準確度高,滿足對環(huán)境中痕量POPs的分析要求。
　　 分析采集于中國浙江省臺州市溫嶠鎮(zhèn)的樹木表皮和表層土壤樣品,評價以電子垃圾

2、拆卸為主要來源地區(qū)的POPs污染狀況。在采集的樹皮樣品中∑10PCBs和∑14PBDEs的總干重濃度分別為136.35-10675.47ng/g和372.31-6270.13 ng/g;在表層土壤樣品中∑10PCBs和∑14PBDEs的總干重濃度分別為56.83-575.45 ng/g和145.73-7105.47 ng/g,與世界其他地區(qū)的研究數(shù)據(jù)相比,臺州地區(qū)的PCBs和PBDEs濃度均處于較高水平,表明當?shù)匾咽艿搅溯^為嚴重的POP

3、s污染。其中PCBs以低氯代的PCB-28、PCB-52和PCB-101為主,而PBDEs以十溴代的BDE-209為主。將臺州地區(qū)數(shù)據(jù)與福建省天寶巖自然保護區(qū)采集的樹皮和表層土壤樣品中POPs組成進行比較,可確定臺州地區(qū)POPs主要來自于當?shù)氐碾娮永鹦缎袨?受POPs大氣遷移輸入的影響較小。利用相似系數(shù)(cosθ)可判斷,臺州地區(qū)PCBs的主要污染來源是低氯代的PCBs商業(yè)產品Aroclor1242,PBDEs的主要污染來源則是高溴

4、代的PBDEs商業(yè)產品DecaBDE。
　　 在此基礎上,本研究完善了一種POPs在表層土壤/大氣間的數(shù)學分配模型,為由土壤推算大氣POPs的污染水平提供了理論基礎;結合本小組建立的POPs樹皮/空氣間的分配模型,最終可由樹皮和表層土壤中的POPs濃度分別推算出當?shù)卮髿庵蠵OPs總濃度和氣態(tài)POPs的濃度水平,從而可進一步研究POPs的氣態(tài)一顆粒態(tài)分配關系。研究表明POPs同系物隨著其鹵代數(shù)的增加,其在顆粒態(tài)中的比例也相應增大。

5、將由POPs土壤/空氣分配模型和POPs樹皮/空氣分配模型推測出的臺州地區(qū)大氣POPs濃度值與直接采集大氣樣品檢測的POPs數(shù)據(jù)進行對比,三者能夠較好的吻合,表明了利用環(huán)境被動采樣介質監(jiān)測大氣POPs的可行性和準確性。利用逸度分數(shù)考查了POPs在土壤和大氣間的傳遞趨勢,表明目前在溫嶠鎮(zhèn)POPs主要從大氣沉積至土壤中,并首次計算出當?shù)夭煌琍OPs同系物在大氣和土壤間的傳遞流量為2.39-3875.43 pg.mg·m-2·d-1。

6、　　 對在樹皮和表層土壤間所吸附的PCBs和PBDEs的區(qū)別進行研究,結合PCBs和PBDEs的物理性質差異,以及溫嶠鎮(zhèn)當?shù)氐奈廴净顒有袨?認為樹皮對于PCBs的富集能力強于土壤,而土壤對于PBDEs的富集能力強于樹皮;通過定義POPs的樹皮一土壤分布差異指數(shù),結果表明隨著POPs的過冷液體蒸發(fā)焓的增大,低氯代的PCBs和低溴代的PBDEs在樹皮中占POPs總量的百分含量高于其在土壤中的百分含量,而高氯代的PCBs和高溴代的PBDEs

7、在土壤中的百分含量高于其在樹皮中的百分含量。這些規(guī)律的發(fā)現(xiàn)將完善環(huán)境介質被動采樣的理論,為環(huán)境監(jiān)測提供更好的理論與實踐支持。
　　 此外,對HBCDs在氣相色譜分析中出現(xiàn)的熱分解現(xiàn)象也進行了研究。通過選用較短的色譜柱、較低的離子源溫度以及適當?shù)倪M樣口溫度,利用質譜圖和13C同位素跟蹤,最終確認出HBCDs在氣相色譜分析時的脫溴熱分解路徑。通過將HBCDs上易發(fā)生變化的溴基團取代衍生為氨基,穩(wěn)定了HBCDs的空間結構,最終實現(xiàn)了H