全氟化合物替代品-氯代多氟醚磺酸在大气细颗粒物中的污染特征研究

In recent years, particular attention has been paid to chlorinated polyfluoroalkyl ether sulfonates (Cl-PFESAs), alternatives of per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs), since they may pose greater toxic effect and have been widely detected in various environmental matrices. In our project, the method of UPLC-MS/MS for the determination of Cl-PFESAs in fine particulate matter (PM2.5) samples will be developed to investigate the occurrences, distribution (time and space) and variation trend of Cl-PFESAs in atmospheric environment of Shijiazhuang. Meanwhile, the meteorological data should be considered for making results more scientific and reliable. Further, characteristic parameters (fluxes and velocities) will be obtained through analyzing samples collected from dry and wet deposition to illustrate spatial and seasonal differences. These results above will be combined with the composition of Cl-PFESAs in typical surface media to investigate sources of the targeted compounds. In summary, our project will be conducted to contribute to understand environmental behavior of Cl-PFESAs in atmosphere and provide scientific evidence and important reference value for air pollution evaluation, migration and transmission process, and control countermeasures.

近年来氯代多氟醚磺酸（Cl-PFESAs）作为全氟化合物（PFASs）的替代品，因其较强的毒性效应和广泛的地表污染问题，引起了人们的高度关注。本项目以石家庄为研究区域，选择大气细颗粒物（PM2.5）中Cl-PFESAs为目标化合物，利用建立的固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱联用分析方法，获得目标化合物的污染现状和时空分布特征，并探讨其浓度变化趋势以及气象条件的影响；进一步利用干沉降与湿沉降样品，分析目标化合物干湿沉降通量和速率等参数，阐明其干湿沉降特征的空间与季节差异，综合大气颗粒物与地表典型介质中目标化合物的组成比例，解析其污染来源。项目的完成有助于更好地了解Cl-PFESAs在大气中的环境行为，为此类化合物的大气污染评价、迁移传输过程认识和防治控制对策研究提供科学依据和重要参考。

全氟/多氟化合物（PFASs）的环境问题一直是近几年的研究热点。它们在环境中广泛存在且不易被降解，并可对生物和人体造成不良影响。于是许多替代产品被大量生产和使用。大气环境是PFASs分布和转移的主要介质，同样也是人类暴露PFASs的主要途径。而目前，关于我国大气环境中PFASs及其替代品污染特征的相关研究十分有限。因此，本项目选取石家庄为研究区域，建立和完善大气颗粒物中以氯代多氟醚磺酸（Cl-PFESAs）为代表的PFASs替代品与传统PFASs同步测定的分析方法，获得目标化合物的污染现状和分布特征，并探讨其潜在来源以及气象条件的影响；进一步利用大气沉降样品，分析目标化合物的沉降通量，阐明其干湿沉降特征。主要研究结果包括：1）成功建立一套同时测定大气颗粒物中包含替代品在内的多种PFASs的固相萃取-高效液相色谱-串联质谱（SPE-HPLC-MS/MS）分析方法，方法检出限为0.09-1.53pg·m-3，加标回收率为76.6%-122.3%，相对标准偏差为0.5%-13.1%。该方法灵敏度好，准确度高，满足实际环境大气颗粒物中PFASs的分析要求；2）石家庄总悬浮颗粒物（TSP）中ΣPFASs浓度范围为19.28-489.60pg·m-3。全氟羧酸（PFCAs）和短链全氟磺酸（PFSAs）主要分布在细颗粒物中，而全氟辛烷磺酸（PFOS）及其替代品更倾向于吸附在粗颗粒物中。通过后向轨迹和潜在源区分析显示该地区大气颗粒物中PFASs可能受到来自河北省南部气团传输的影响；3）石家庄降水中ΣPFASs浓度范围为2.23-149.02ng·L-1，目标化合物的湿沉降通量受到其浓度和降水量的共同影响，呈现出双峰值的时间变化趋势，湿沉降通量峰值分别出现在5月和7月。以上发现有助于更好地了解PFASs及其替代品在大气中的环境行为，为此类化合物的大气污染评价、迁移传输过程认识和防治控制对策研究提供科学依据和重要参考。该项目共发表国内外论文5篇，其中SCI论文2篇，核心期刊论文3篇；参加国内重要学术会议2次；培养研究生3名。