【摘 要】
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持久性有机污染物全氟及多氟化合物(Perflurorinated alkylated substances,PFASs)具有半挥发性持久性,可随大气迁移到边远的高山地区乃至人迹罕至的两极地区,研究沉降通量对揭示大气持久性污染物在全球循环过程有着重要的意义。基于持久性有机污染物全球迁移的三大效应:蒸馏效应(distillation effect),蚱蜢跳效应(grasshopper effect),
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持久性有机污染物全氟及多氟化合物(Perflurorinated alkylated substances,PFASs)具有半挥发性持久性,可随大气迁移到边远的高山地区乃至人迹罕至的两极地区,研究沉降通量对揭示大气持久性污染物在全球循环过程有着重要的意义。基于持久性有机污染物全球迁移的三大效应:蒸馏效应(distillation effect),蚱蜢跳效应(grasshopper effect),高山冷凝结效应(mountain condensation effect),选择易接受洋流变化、显著的低纬度高海拔地区:世界著名喀斯特地区最大的天然高原淡水湖泊贵州草海,研究PFASs在该地区传输的机制及生态环境的影响。从大气-水体-沉积物的垂直空间界面分析草海环境介质中PFASs赋存特征,揭示PFASs在该地区环境介质中的分布规律以及了解PFASs对于该地区生态系统输入影响,主要研究结果:(1)建立了各环境介质中PFASs的分析方法。通过优化质谱参数与色谱条件,再通过对各类环境样品前处理的优化实现了各类实际样品的快速分析,加标回收率与方法检出限分别为水样58.6%-112.1%,0.01-0.04 ng/L;沉积物64.8-106.7%,0.001-0.014 ng/g;植物62.8%-122.6%,低于0.01 ng/g。标准偏差均低于15%,满足相关实际环境样品中PFASs的检测。(2)赋存研究的结果:表层水中12种PFASs,总质量浓度(ΣPFASs)范围在3.26-16.47ng/L,平均值为7.16 ng/L,其中以PFBA(Perfluorobutanoic acid,全氟丁酸)为主要污染物,浓度为1.06-10.67 ng/L,采样点的赋存分布大致呈现出县城侧>湖中心>乡村侧的规律。沉积物中共检出12种目标化合物,总质量浓度(ΣPFASs)范围为0.15-1.58ng/g(dw后同),平均值为0.66 ng/g,其中以PFOA(Perfluorooctanoic acid,全氟辛酸)与PFOS(Perfluorooctane sulfonates,全氟辛烷磺酸)的检出浓度最高,分别为0.105 ng/g,0.103 ng/g。水生植物与苔藓中共检出14种PFASs,各植物总质量浓度分别为眼子菜1.45ng/g、水葱2.27 ng/g、狐尾藻0.84 ng/g。PFHx A(Perfluorohexanoic acid,全氟己酸)、PFOA与PFOS为各植物中检出浓度最高的三种PFASs。(3)由于PFASs的半挥发性随大气迁移是重要的传输途径之一,利用苔藓植物没有角质组织和气孔,对于大气中亲脂性的有机物有选择性吸收的特点,根据PFASs含量、年生长速率、苔藓质量与接受表面积的关系,建立了大气沉降通量的计算方法,该方法采样简单,不需要电力支持,适用于长期的监测痕量低PFASs浓度地区的大气沉降通量。检测结果显示该地区PFASs大气总沉降通量为113.3-273.4 ng·m-2·y-1,以PFOA为主要污染物,通过PFASs的相关性分析与主成分分析,草海大气沉降中PFASs的主要来源为大气远距离迁移。研究从空间多源性几个方面,通过挥发—沉降的作用在各介质之间的分配,揭示了草海PFASs分布特征及PFASs远距离迁移对喀斯特地区大气沉降的影响,丰富了持久性有机污染物PFASs在全球迁移三大效应对偏远地区的研究。
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