城市大气卤代阻燃剂（HFRs）主要排放源解析及在城市群的迁移

The sources of halogenated flame retardant (HFR) are very complex in the atmosphere in Chinese cities with rapid economic development. Despite previous efforts, few studies have been conducted to elucidate the multi-sources of HFRs in the urban atmosphere. The objectives of this program are i) to identify and apportion the major emission sources of HFRs in the urban atmosphere, to estimate the total emission inventories of the major sources using current models, and to investigate the emission mechanisms (pathway) of particle-bound HFRs in the e-waste area in China; ii) to establish the correlations between the chemical constituent (e.g., trace elements, ion species, and OC/EC) and HFRs in particulate matter and to understand the influence of properties of urban aerosol on the gas/particle partitioning of HFRs; iii) to investigate the inter-city transport of HFRs in city cluster and the variations in composition, gas/particle partitioning, and chiral signature during the movement. This study will provide significant implications for reducing the emission source and human exposure in the urban areas in China and understanding the fate of HFRs in the atmosphere. The results of this study will also have instructional significance of emission control and implementing international conventions for Chinese government.

我国经济发达的城市地区大气中HFRs污染来源复杂。然而很少研究探索大气中HFRs的复合来源污染及其在城市群的迁移。项目以珠三角为研究地区，开展城市大气HFR污染研究，主要包括：1）识别城市大气中HFRs的主要来源，对排放源的贡献进行定量分配，并通过模型估计HFR大气排放总量；同时，还研究电子垃圾地区大气中颗粒物HFRs的释放途径和机制；2）通过分析大气颗粒物的化学组成（无机元素、离子物种、碳质组分等），认识大气颗粒物的组成和来源与HFRs之间的联系，认识城市气溶胶颗粒物性质对HFRs在气-粒间分配的影响；3）研究HFRs在珠三角不同城市间的传输以及过程中的HFRs组成、赋存状态、手性特征变化和降解等，并评价珠三角城市群的大气HFRs复合污染。项目研究对认识我国城市大气HFRs污染、传输以及行为归趋都有重要的意义，对我国HFRs的减排、履行国际公约和减少人群暴露风险等也有指导意义。

本项目针对这珠三角两个重要的有机污染物的排放源（城市地区工业和农村电子垃圾拆解）进行了研究，研究大气中卤代阻燃剂（HFRs）的污染特征、排放来源、在珠三角区域大气中的传输、在环境中的赋存状态、以及降解行为等进行了研究。首先，第一次对我国最重要的HFRs生产基地山东寿光全区农田土壤中的多种HFRs的污染进行了调查，以了解我国HFRs的生产和及相关的环境污染。HFRs在土壤中的空间分布明显受到当地工业活动的影响，在整个寿光地区表层农田土壤中储存了大约373吨的HFRs. 在珠三角地区，通过长期对室内外空气中HFRs的研究，对比研究了我国城市室内外空气中的HFRs的污染。研究结果揭示出，室内产品释放是室内环境中一些分子量较低的HFRs的主要来源，并发现其排放机制；但是，一些正在使用的HFRs主要来自工业排放。同时，分析了与欧美发达国家研究结果的异同。这些污染物在室内外之间的相互影响与污染物的来源和物理化学性质有关。针对珠三角工业城市东莞室内灰尘颗粒物的研究也进一步证实了这些不同HFRs的来源。进一步我们调查了广州主要的工业区向大气中排放HFRs的情况，其排放总量约为7845 g/yr。创新性对城市区、电子垃圾区、以及背景区PM2.5中HFRs以及其他化学组分的复合污染进行了研究。两大污染源区大气中HFRs的组成存在明显的区别，暗示了工业源和电子垃圾源的区别，而鼎湖山背景区的HFRs组成与电子垃圾区更为接近，表明其可能受电子垃圾拆解影响更大。HFRs与颗粒物重要的组分OC/EC的关系存在明显的地区以及污染物间的差异，这与污染物的来源（排放机制）、颗粒物来源或形成以及污染物的气固分配行为有关。分析了电子垃圾地区大气中多氯联苯（PCBs）的来源，揭示了目前“二次源”的重要性，植物代谢是影响环境中PCBs立体异构体手性特征变化的一个重要因素，并且，在远离污染源地区其变化更为明显，也说明了传输过程中的污染物的手性选择性变化。