大气中典型多氟化物的区域迁移转化与气/颗粒两相分配研究

Several kinds of polyfluorinated compounds (PFCs) have been listed as restricted POPs. The contents of PFCs are relatively high in environment, biology and human body in China. Some published results have indicated great controversy on the long range transporting and transforming mechanism of PFCs. The PFCs' behavior in atmosphere is critical and their partitioning between gas and particle phases plays a crucial role in the process of their transport and transformation. Due to their unique physicochemical properties, such as surface activity, partitioning mechanism of PFCs between gas and particle phases was reported to be different from and much more complicated than those of PAHs, PCBs, etc. Very few studies have reported the mechanism and models for the partitioning of PFCs. In this study, we will firstly evaluate the bias of active sampling technique. Based on this evaluation, we will conduct the study regarding the atmospheric transport and transformation of PFCs in the Pearl River Delta (PRD) area, and discuss the partitioning mechanism of PFCs between gas and particle phases. Moreover, we will use or revise the present new models for further elucidating the PFCs' atmospheric behavior in this area. The results of our study will provide the basic data for further studying environmental and geochemical behavior of PFCs, and helpful data for the environmental behavior study of other surfactants with similar properties.

部分多氟化物（PFCs）是新型受控POPs，在中国环境、生物和人体中PFCs含量较高。科学界对于PFCs的长距离迁移转化机制还存在争论，大气是PFCs扩散的重要媒介，气/颗粒两相分配是PFCs大气迁移转化的决定性因素。由于其独特的理化性质（如表面活性），PFCs的气/颗粒两相分配机制和表征模型不同于其它"传统"POPs（如PAHs, PCBs），是大气PFCs研究的重点和难点之一，相关研究还比较薄弱。本项目选取珠三角地区为研究区域，在解决传统主动采样技术带来的实测偏差的基础上，研究PFCs在珠三角区域的大气迁移转化过程，探讨气/颗粒两相分配机制，研究利用或修订现有新模型表征PFCs气/颗粒两相分配。研究成果可为进一步探究PFCs的环境地球化学过程提供基础资料，还可扩展应用于其它表面活性剂的环境行为研究。

大气是PFCs传输的重要媒介，粒径分布与气/颗粒两相分配是影响大气中PFCs长距离迁移、转化和沉降等环境行为的决定性因素。. 主要研究内容：（1）PFCs仪器分析、前处理与主动采样方法优化；（2）不同粒径大气颗粒物中PFCs的分布特征与影响因素；（3）珠三角区域大气中典型PFCs的迁移转化；（4）大气中典型PFCs的气/颗粒两相分配特征与机制。. 主要研究结果：.（1）确定以甲醇为流动相、C18柱为分离柱和最佳梯度淋洗液分析PFCA和PFSA。.（2）确定甲醇为最佳萃取溶剂、索氏抽提PUF和超声萃取GFF样品直接进样分析。.（3）实验对比了①去活化玻璃膜+ XAD-2树脂的PUF（T1）、②去活化玻璃膜+ PUF（T2）、③普通玻璃膜+PUF（T3）三种大气主动采样方法。相比未经处理的GFF，经硅烷化处理去活化后的GFF，分析物实际样品浓度减小，其中∑PFCs减少8~32%，PFBA、PFOA、PFOS和PFNA分别减少19~52%、15~57%、7~43%和0~64%，表明玻璃膜去活化能有效减少气态PFCs的吸附。.（4）∑PFCs与颗粒物在不同粒径上分布（<0.95µm、0.95-1.5、1.5-3.0和3.0-7.2）相似，∑PFCs主要富集在<0.95µm粒径上。颗粒物的含量水平与ΣPFCs、PFBA、PFPeA、PFHxA、PFOA和PFNA呈显著正相关，表明颗粒物表面积是ΣPFCs吸附的重要因素。OC、EC和TC与含量较高的PFBA、PFPeA、PFHxA和PFNA呈明显正相关性，疏水作用可能解释了这些相关性。静电作用是影响PFCs在颗粒物上吸附的非主导因素。PFBA、PFPeA、 PFHxA和PFNA间存在明显相关性，表明它们存在类似的来源。.（5）4个采样点冬季∑PFCs均值（202~580 pg/m3）整体高于夏季（105~304 pg/m3），珠三角地区大气中PFCs含量处于中等水平。不同季节∑PFCs含量呈明显不同的梯度变化特征，明显不同的季风风向可能解释季节性梯度变化特征。.（6）不同季节和同一季节的不同采样天，城市点和区域背景点PFCs单体气/颗粒相间的比率（G/P）波动区间很大。颗粒物含量与温度不是控制颗粒相中PFCs含量的决定性因素。OC或EC只与部分PFCs在部分点位、部分季节与OC或EC成正相关性且具统计意义。