典型区域氯化石蜡的环境行为及转化机理研究

Chlorinated paraffins (CPs) are a group of very complex chlorinated compounds in the environment. As a kind of persistent organic pollutants (POPs) candidate in the Stockholm Convention (SC). POPs review committee considered that short-chain CPs (SCCPs) fulfilled the criteria of POPs in science. And medium-chain CPs (MCCPs) have also been concerned in recent year due to their similar molecular structure to SCCPs. However, to date, the research on the analytical methods and environmental fates of CPs is still relatively scarce in China. In this project, we’ll continue to carry out the research on the analytical methods for the SCCPs and MCCPs analysis in different matrices based on our previous research work. The investigation on the distribution and pattern of SCCPs and MCCPs, persistence and bioaccumulations of SCCPs and MCCPs in typical environment will support the Stockholm Convention implementation in China. Especially the study on the transformation of MCCPs in real environment will help us to better understand the environmental fate of CPs and further to supple important data for the chemical production management of this group of chlorinated compounds.

氯化石蜡是一类正构烷烃氯化衍生的复杂混合物。作为《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》增列持久性有机污染物（POPs），2016年9月召开的斯德哥尔摩公约POPs审查委员会第十二次会议通过了短链氯化石蜡（SCCPs）公约附件F关于其风险管理评估的审核，预计在未来2-3年将被纳入新增POPs 名单，而中链氯化石蜡（MCCPs）由于其与SCCPs结构的相似性也受到了相应的关注。目前我国对氯化石蜡的分析方法学及其环境行为的研究还不成熟，毒性研究和环境污染现状数据也比较有限。本项目拟在以前基础上针对SCCPs和MCCPs继续开展分析方法学、典型地区SCCPs和MCCPs的环境持久性、生物富集/放大以及相应的环境转化机理等研究，调查我国氯化石蜡产品中SCCPs及MCCPs的含量情况，以期获得我国环境中SCCPs及MCCPs污染状况的科学数据，进一步为我国履约谈判提供数据支持和重要科学依据。

本项目利用高分辨气相色谱-质谱仪器和氯化石蜡（CPs）的相关研究基础，针对不同的样品基质及CP单体完善了样品前处理及仪器分析技术。确保了分析方法的快速、准确及其推广应用价值，并确保严格的质量控制/质量保证（QA/QC）。我们选取两种CPs工业品（CP-52及CP-70）进行环境归趋和产物转化研究，考察CPs在使用过程和最终产品处置过程中的热解分解特性，并通过模拟燃烧过程对燃烧产物进行了定性定量分析，结合密度泛函理论（DFT）对CPs的热分解机理及产物热转化途径进行了分析。围绕偏远地区新型有机污染物的长距离迁移机理，我们选择远离污染源的极地进行长期的大气被动采样，观测到西南极大气中CPs的累积趋势及近似稳态的大气分配行为；同时研究了青藏高原地区松针、地衣、苔藓等生物样品，评价了其作为大气新型有机污染物天然生物指示物的可能性，并观测到CPs的森林过滤效应及高山冷凝结效应；利用反向轨迹技术、主成分分析技术、不同单体污染特征及稳定同位素示踪技术，研究极地及高山地区CPs的潜在来源。在CPs产地附近及历史上高污染区开展了CPs赋存水平及环境恢复过程研究，运用结构方程模型（SEM）评估社会经济因素对CPs赋存水平的影响程度。针对CPs不同人体外暴露途径（饮食、灰尘吸入、皮肤接触）及模拟实验开展研究，首次对CPs 的皮肤暴露潜力进行评估，提供关于 CPs 体外暴露机制的有价值信息，有助于改进 CPs 皮肤渗透的定量估计。以上研究全面研究了CPs在典型地区多个不同环境介质及人工过程中的生成及释放、源解析、污染特征及迁移转化机制，进而为评估CPs环境风险提供了数据基础，也为我国履行POPs公约和后续的污染物协同减排及防治工作具奠定基础。