韓德明,葉 磊,張承中*,李文龍,馬萬里,李一凡

(1.西安建筑科技大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院,陜西 西安 710055；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué),城市水資源與水環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,國際持久性有毒物質(zhì)聯(lián)合研究中心,黑龍江 哈爾濱 150090)

西安城區(qū)大氣中多氯聯(lián)苯的氣粒分配研究

韓德明1,葉 磊1,張承中1*,李文龍2,馬萬里2,李一凡2

(1.西安建筑科技大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院,陜西 西安 710055；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué),城市水資源與水環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,國際持久性有毒物質(zhì)聯(lián)合研究中心,黑龍江 哈爾濱 150090)

為了解西安城區(qū)大氣中多氯聯(lián)苯(PCBs)的氣粒分配規(guī)律,于2012年春季對西安城區(qū)大氣中氣態(tài)和顆粒態(tài)樣品進(jìn)行每周一次的主動采樣.結(jié)果表明,西安城區(qū)大氣中PCBs的總濃度(氣態(tài)和顆粒態(tài))為62.05～454.18pg/m3,主要以氣態(tài)為主.由Clausius-Clapeyron方程得到的斜率較陡(-5193.24),表明春季大氣中的PCBs主要受西安城區(qū)附近地面揮發(fā)釋放的影響.PCBs的氣粒分配系數(shù)(KP)與過冷飽和蒸汽壓(PoL)高度相關(guān),由logKP和logPoL線性回歸得到的斜率mr(-0.46～-0.37)均高于平衡狀態(tài)理論值-1,說明西安城區(qū)大氣中的PCBs氣粒分配尚未達(dá)到平衡狀態(tài).采用Junge-Pankow吸附模型和Harner-Bidleman吸收模型對PCBs顆粒態(tài)百分比(φ)及KP進(jìn)行了模擬,結(jié)果顯示兩種模型均較好地預(yù)測了PCBs的氣粒分配行為,但與實(shí)驗(yàn)測得的值相比,兩種模型均高估了φ值及KP值.

多氯聯(lián)苯(PCBs)；氣粒分配；大氣；西安市

多氯聯(lián)苯(PCBs)曾被大量用于生產(chǎn)變壓器油、電容器絕緣油、油漆添加劑等工業(yè)產(chǎn)品.PCBs在環(huán)境介質(zhì)中難以降解,科學(xué)研究表明 PCBs會對生物及人類的生殖、免疫、神經(jīng)系統(tǒng)造成干擾破壞,并在體內(nèi)累積而對生物及人類健康構(gòu)成威脅.PCBs已于20世紀(jì)70年代末期在全球范圍內(nèi)停止生產(chǎn)和使用,是首批被列入《斯德哥爾摩公約》的持久性有機(jī)污染物之一.

PCBs是半揮發(fā)性有機(jī)污染物,在大氣中以氣態(tài)和顆粒態(tài)的形式存在,其氣粒分配行為不僅會影響其在大氣中的長距離輸送作用,還會影響其干濕沉降、光降解以及在大氣中的停留時間[1],并最終影響人體暴露及健康風(fēng)險(xiǎn).基于過冷飽和蒸汽壓(PoL)的 Junge-Pankow模型和基于辛醇-空氣分配系數(shù)(KOA)的 Harner-Bidleman模型,分別對PCBs吸附在顆粒物表面和吸收到顆粒物有機(jī)質(zhì)內(nèi)部進(jìn)行模擬,均已被成功用于描述大氣中PCBs的氣粒分配行為[2-3].

我國在 1965～1974年期間曾大量生產(chǎn)三氯代PCBs產(chǎn)品(約占90%)和五氯代PCBs產(chǎn)品(約占10%),西安是當(dāng)時的PCBs原料的主要生產(chǎn)地和 PCBs產(chǎn)品的使用地之一.本課題組前期的研究表明[4],西安大氣中仍能夠檢測到PCBs的殘留,但是關(guān)于該地區(qū)大氣中PCBs的氣粒分配規(guī)律的研究未見報(bào)道.本研究于2012年春季對西安城區(qū)進(jìn)行了顆粒態(tài)和氣態(tài)大氣樣品的同步采集,對西安地區(qū)大氣中 PCBs的氣粒分配進(jìn)行了研究,并用 Junge-Pankow吸附模型和 Harner-Bidleman吸收模型對氣粒分配行為進(jìn)行了進(jìn)一步探討.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 樣品采集

采樣點(diǎn)設(shè)置在西安建筑科技大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院樓頂,距地面約28m,周圍無明顯的污染排放源及障礙物.利用KB-1000型大流量主動采樣器進(jìn)行大氣樣品采集,采樣流速為0.8m3/min,顆粒態(tài)和氣態(tài)樣品分別通過玻璃纖維濾膜和2個串聯(lián)的聚氨酯泡沫進(jìn)行采集.采樣前,玻璃纖維濾膜和聚氨酯泡沫分別經(jīng)過烘烤、索氏提取去除有機(jī)物的干擾.大氣樣品采集時間為2012年的2月初至4月末,每周進(jìn)行一次連續(xù)24h的采集,共得到13對大氣樣品(氣態(tài)和顆粒態(tài)).

1.2 樣品處理和分析

大氣樣品的處理和分析過程均在哈爾濱工業(yè)大學(xué)國際持久性有毒物質(zhì)聯(lián)合研究中心(IJRC-PTS)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行.加入代標(biāo)指示物(PCB155)后,氣態(tài)和顆粒態(tài)樣品分別用丙酮、正己烷混合液(V:V,1:1)和二氯甲烷進(jìn)行索氏提取24h.提取液加入10 mL異辛烷后,經(jīng)過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、濃縮至2 mL.濃縮后的提取液過濕法活性硅膠柱凈化(加入7g已經(jīng)在130℃烘烤16h進(jìn)行活化的硅膠,再加入2 g已在馬弗爐中600℃烘烤7h的無水硫酸鈉).用正己烷和二氯甲烷(V:V,1:1)淋洗,淋洗液再次經(jīng)過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)和高純氮?dú)獯得摑饪s到 0.9 mL,加入內(nèi)標(biāo) PCB30、PCB204,定容到1.0mL,振蕩混勻待分析.

PCBs的測定采用 Agilent氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(6890-5975N)進(jìn)行,色譜柱為Agilent的DB-5MS柱(60m×0.25mm×0.25μm),高純氦的載氣流速為 0.8mL/min.進(jìn)樣量為 2.0μL,采用不分流進(jìn)樣模式,進(jìn)樣口溫度為 250℃,檢測器溫度為300℃.氣相色譜升溫程序?yàn)?90℃(保持 1min),以10℃/min升到160℃,然后以2℃/min升到275℃(保持 8min).運(yùn)行方式采用選擇離子掃描模式(SIM),利用標(biāo)準(zhǔn)樣品中目標(biāo)物的保留時間和實(shí)際樣品中目標(biāo)物的保留時間比較進(jìn)行驗(yàn)證.

1.3 質(zhì)量保證與質(zhì)量控制

為保證所獲得的數(shù)據(jù)的真實(shí)性與可靠性,大氣樣品分析前對所有樣品添加代標(biāo)回收率指示物PCB155.結(jié)果表明,PCB155的在GFF中的回收率為109.97%±26.61%,在 PUF中的回收率為115.69%±21.16%,其回收率均滿足痕量分析的要求.實(shí)驗(yàn)室空白中目標(biāo)物的濃度均低于檢出限,表明實(shí)驗(yàn)過程未受到目標(biāo)物的污染.本文采用PCB30和 PCB204作為內(nèi)標(biāo)物做內(nèi)標(biāo)法定量分析,以降低基質(zhì)的干擾.儀器檢測限(IDL)定為三倍信噪比(S/N≥3),檢測限范圍為0.04～0.26ng.

2 結(jié)果與討論

2.1 污染水平

對84種PCBs的同系物進(jìn)行了定性,結(jié)果表明共有 63種同系物(包括共溢出同系物)的濃度高于檢出限.∑63PCBs總濃度范圍為 62.05～454.18pg/m3,平均濃度為(281.57±134.11)pg/m3,氣態(tài)和顆粒態(tài)的濃度分別為 56.42～447.49pg/m3和2.18～15.02pg/m3,顆粒態(tài)PCBs占總濃度的平均比例為2.17%(圖1).西安大氣中PCBs的同族體的組成見圖2,PCBs同族體中以4氯和3氯代PCBs為主,占總含量的65.55%～88.69%.2氯、5氯平均分別占14.20%和5.75%,而6氯代PCBs及以上僅占 1.26%,這些與國內(nèi)及亞洲其他城市大氣中PCBs的組成基本一致[5,10].與國內(nèi)外其他城市大氣相比,西安城區(qū)大氣中 PCBs的濃度水平與大連、土耳其布爾薩的濃度水平相近,明顯低于臺州、廣州、芝加哥等城市大氣中PCBs的污染水平,總體比較,西安大氣中PCBs的濃度在國內(nèi)外處于中等偏低的水平(表1).

2.2 氣態(tài)濃度與溫度的關(guān)系

PCBs能通過土氣交換、水氣交換、植物表面的揮發(fā)等方式進(jìn)入大氣中,大氣中的 PCBs氣態(tài)濃度與溫度的關(guān)系可以表示為 Clausius-Clapeyron方程:

式中:P為PCBs的氣態(tài)濃度分壓,atm;?HSA為表面-空氣交換晗值,J/mol;R 為理想氣體常數(shù), 8.314J/mol·K;T為溫度,K;const為常數(shù).將氣態(tài)PCBs濃度通過理想氣體法則轉(zhuǎn)換成分壓 P與平均溫度的倒數(shù)進(jìn)行線性回歸分析,得到斜率和截距值.

圖1 西安市大氣中PCBs的氣態(tài)與顆粒態(tài)濃度Fig.1 Concentration of PCBs in gas and particle phases in air in Xi’an City

表1 國內(nèi)外大氣中PCBs的濃度比較(pg/m3)Table 1 Comparison of concentrations of PCBs in air in the world (pg/m3)

Wania等[12]認(rèn)為,氣態(tài)濃度分壓受溫度影響顯著(較陡的斜率)意味著大氣濃度主要受采樣點(diǎn)附近環(huán)境表面揮發(fā)的影響,而受溫度影響程度低(平緩的斜率)則表示大氣濃度主要來源于大氣的長距離輸送作用.本研究得到的斜率值為-5193.24(R2=0.39,P=0.02)相對國外其他城市(平均為-4789±3384)較陡[6,9],表明西安城區(qū)春季大氣中的PCBs濃度主要受附近地面揮發(fā)釋放的影響,而長距離輸送作用的貢獻(xiàn)則相對較小.

2.3 氣粒分配

氣粒分配是影響PCBs在大氣中輸送、沉降、降解等行為的重要因素[13],受 TSP、溫度、顆粒大小及顆粒中有機(jī)成分等因子影響,一般用氣粒分配系數(shù)KP表示:

式中:F、A分別指 PCBs的顆粒態(tài)、氣態(tài)濃度, pg/m3;TSP總懸浮顆粒物,μg/m3.

PCBs同系物在氣態(tài)與顆粒態(tài)的分配:

式中:PoL指過冷飽和蒸汽壓,Pa;系數(shù)mr和br通過logKP和 logPoL線性回歸分析得到;mL、bL參考Falconer等[14]提供的值;T指采樣時的平均溫度,K.

圖2 PCBs的同族體組成Fig.2 Composition of PCBs homologues

一般認(rèn)為PCBs在大氣中氣粒分配趨于平衡主要存在2種機(jī)制[15-16]:一種是吸附機(jī)制,PCBs被顆粒物表面活性吸附位所吸附,吸附作用力為范德華力、化學(xué)鍵等;另一種是吸收機(jī)制,即 PCBs被吸收到顆粒物有機(jī)相內(nèi)部像液態(tài)一樣的有機(jī)膜中,吸收作用力與PCBs在顆粒物中的溶解度以及顆粒物粒徑有關(guān).不論哪種機(jī)制占主導(dǎo)地位,當(dāng)氣粒分配達(dá)到平衡狀態(tài)時[16],斜率 mr的值均應(yīng)當(dāng)接近-1,但也有學(xué)者指出,mr值不等于-1并不等同于氣粒分配沒有達(dá)到平衡,并指出濃度的變化、采樣期間溫度的波動等是致使mr值偏離-1的原因.西安春季各月樣品中PCBs的logKP和logPoL均顯著相關(guān)(R2=0.23～0.47,P<0.05),如圖 3所示.二月、三月、四月的斜率mr分別為-0.39、-0.46、-0.37,整個春季的 mr為-0.39,均比達(dá)到平衡時的理論值-1大,與其他城市的研究結(jié)果比較見表2.He等[5]、Kim等[17]分別通過對新加坡肯特崗和韓國京畿道的大氣中PCBs的氣粒分配進(jìn)行研究指出,采樣期間溫度高比溫度低時的 mr值更接近-1,本研究中也發(fā)現(xiàn)類似規(guī)律,但溫度與斜率值相關(guān)性沒有統(tǒng)計(jì)意義.相對較高的mr可能說明,西安城區(qū)春季大氣中PCBs的氣粒分配尚未達(dá)到平衡狀態(tài).引起上述現(xiàn)象的可能原因是西安城區(qū)周邊(如西郊工業(yè)區(qū))的二次污染源(被PCBs污染的土壤、水體、植物表面等)中的PCBs通過土壤-空氣交換、水-空氣交換及揮發(fā)等方式進(jìn)入空氣中;而據(jù)報(bào)道[18]西安市大氣中TSP中有36.3%～42.2%來自土壤塵,51%～60%來自“較干凈”的煙煤、建筑、冶金等塵;被污染的氣態(tài)PCBs緩慢吸附在“較干凈”的顆粒物表面或被污染的顆粒物不斷與“較干凈”的大氣進(jìn)行緩慢的解吸附.

表2 國內(nèi)外大氣中l(wèi)ogKP和logPoL線性回歸方程的斜率、截距的比較Table 2 Comparison of slopes and intercepts for the regression of logKPVS logPoLplots in the world

運(yùn)用 Junge-Pankow 吸附模型和 Harner-Bidleman吸收模型分別對大氣中的PCBs氣粒分配進(jìn)行進(jìn)一步的探討,將模型預(yù)測的顆粒態(tài)百分比(φ)和氣粒分配系數(shù)KP與實(shí)測值進(jìn)行對比.

Junge-Pankow模型中,φ、KP分別表示為:

式中:Cp(pg/μg)和Cg(pg/m3)分別是大氣中顆粒態(tài)和氣態(tài)濃度;θ是總懸浮顆粒物的有效表面積, m2/m3;c為基于化學(xué)性質(zhì)及表面冷凝熱的常數(shù).在模型預(yù)測中[5],c=0.172Pa·m,城市、農(nóng)村和干凈背景的θ分別取1.1×10-3,1.5×10-4,4.2×10-5m2/m3.

Harner-Bidleman吸收模型的表達(dá)式如下:

式中: fOM指顆粒物中有機(jī)質(zhì)百分含量,其取值與當(dāng)?shù)丨h(huán)境因素及顆粒物特征有關(guān),對KP值的預(yù)測中fOM取20%;KOA為辛醇-空氣分配系數(shù);KOW[20]為辛醇-水分配系數(shù);R為理想氣體常數(shù),8.314J/mol·K; T為環(huán)境溫度, K; H為亨利常數(shù).

圖3 logKP和logPoL線性回歸Fig.3 Regression plots of logKPVS logPoL

圖4 φ的實(shí)測值與Junge-Pankow模型預(yù)測值比較Fig.4 Comparison of φ between the measured result and the prediction from Junge-Pankow model

將 Junge-Pankow 模 型 中 和 Harner-Bidleman模型中預(yù)測的φ值和實(shí)測值進(jìn)行比較,結(jié)果如圖4、圖5所示.在Junge-Pankow模型中,發(fā)現(xiàn)φ的實(shí)測值比采用城市的θ預(yù)測的值要低,絕大部分介于采用城市和農(nóng)村預(yù)測線之間,這與Kim等[17]對韓國京畿道的研究結(jié)果類似,這可能與參數(shù)θ的假設(shè)值有關(guān).當(dāng)φ較低時(φ<20%)時,φ的實(shí)測值更接近于農(nóng)村預(yù)測線.而對于 Harner-Bidleman吸收模型,大部分PCBs同系物的φ實(shí)測值比顆粒中10%有機(jī)質(zhì)預(yù)測線低.當(dāng)φ較低時(φ<10%)時,φ的實(shí)測值散布在模型預(yù)測線兩側(cè).由于 fOM的取值因采樣點(diǎn)環(huán)境而異,本次以經(jīng)驗(yàn)值替代西安大氣顆粒物的 fOM的真實(shí)值可能是致使Harner-Bidleman模型高估西安大氣中φ值的主要原因.

圖5 φ的實(shí)測值與Harner-Bidleman模型預(yù)測值比較Fig.5 Comparison of φ between the measured result and the prediction from Harner-Bidleman model

圖6 Kp的實(shí)測值與模型預(yù)測值比較Fig.6 Comparison of Kp between the measured result and the predictions from models

將氣態(tài)和顆粒態(tài)中的濃度均大于檢出限的PCBs的KP的模型預(yù)測值與實(shí)測值進(jìn)行比較,結(jié)果見圖 6.可以發(fā)現(xiàn),Junge-Pankow模型和 Harner-Bidleman模型的預(yù)測均高估了其KP值.在Junge-Pankow模型中,低氯代PCBs部分模型預(yù)測的KP值比實(shí)測值高0.05～1.14個log單位,而五氯代以上PCBs則高1.04～1.97個log單位,這與Manolis等[6]對德國某工業(yè)區(qū)預(yù)測的KP值在低氯代態(tài)PCBs部分比實(shí)測值低而在高氯代部分比實(shí)測值高的結(jié)果有所不同,可能是因?yàn)槲靼泊杭敬髿庵蠵CBs的氣粒分配未達(dá)到平衡狀態(tài).在Harner-Bidleman模型預(yù)測中,部分低氯代PCBs(如PCB5+8、PCB26和PCB45)的KP預(yù)測值比實(shí)測值低,其余均比實(shí)測值高.將2種模型對KP的預(yù)測值進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)在二氯及四氯代PCBs部分,吸收模型比吸附模型預(yù)測值小,更接近于實(shí)測值,而三氯及五氯代PCBs部分二者預(yù)測的結(jié)果接近.

3 結(jié)論

3.1 西安城區(qū)大氣中PCBs總濃度(氣態(tài)和顆粒態(tài))為 62.05～454.18pg/m3,氣態(tài)和顆粒態(tài)的濃度分別為 56.42～447.49 pg/m3和2.18～15.02pg/m3,在國內(nèi)外處于中等偏低的污染水平.PCBs同族體中以四氯和三氯代PCBs為主.

3.2 西安城區(qū)的 Clausius-Clapeyron方程斜率相對較高,表明西安城區(qū)春季大氣中的 PCBs濃度主要受近地面揮發(fā)釋放的影響,而長距離輸送作用的貢獻(xiàn)則相對較小.

3.3 由 logKP和 logPoL線性回歸得到的斜率大于-1,表明西安城區(qū)大氣中的 PCBs氣粒分配未達(dá)到平衡狀態(tài).運(yùn)用 Junge-Pankow吸附模型和Harner-Bidleman吸收模型對顆粒態(tài)所占百分比φ和氣粒分配系數(shù)KP進(jìn)行預(yù)測,與實(shí)測值進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),兩種模型均高估了φ值和KP值.

[1] Lohmann R, Harner T, Thomas G O, et al. A Comparative study of the gas-particle partitioning of PCDD/Fs, PCBs, and PAHs [J] Environmental Science and Technology, 2000,34:4943-4951.

[2] Hu D F, Lehmler H J, Martinez A, et al. Atmospheric PCB congeners across Chicago [J]. Atmos. Environ., 2010,44:1550-1557.

[3] Han W L, Feng J L, Gu Z P Z, et al. Polychlorinated biphenyls in the atmosphere of Taizhou, a major e-waste dismantling area in China [J]. J. Environ. Sci., 2010,22(4):589-597.

[4] 韓德明,張承中,馬萬里,等.西安城區(qū)大氣中多氯聯(lián)苯季節(jié)變化及來源解析 [J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2014,34(7):1818-1824.

[5] He J, Balasubramanian R. A study of gas/particle partitioning of SVOCs in the tropical atmosphere of Southeast Asia [J] Atmospheric Environment, 2009,43:4375-4383.

[6] Manolis M, Euripides G S. Atmospheric concentration characteristics and gas-particle partitioning of PCBs in a rural area of eastern Germany [J]. Environ. Poll., 2007,147:211-221.

[7] Batterman S, Chernyak S, Gouden Y, et al.2009. PCBs in air, soil and milk in industrialized and urban areas of KwaZulu-Natal, South Africa [J]. Environmental Pollution,2009,157:654-663.

[8] Yeo H G, Choi M, Chun M, et al. Concentration characteristics of atmospheric PCBs for urban and rural area, Korea [J]. Science of the Total Environment, 2004,324:261-270.

[9] Cindoruk S S, Tasdemir Y. Characterization of gas/particle concentrations and partitioning of polychlorinated biphenyls (PCBs) measured in an urban site of Turkey [J]. Environ. Poll., 2007,148:325-333.

[10] 李 燕.大連市大氣中多氯聯(lián)苯的時空分布與組分特征研究[D]. 大連:大連海事大學(xué), 2009.

[11] 陳來國,麥碧嫻,許振成,等.廣州市夏季大氣中多氯聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚的含量及組成對比[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2008,28(1):474-477.

[12] Wania F, Haugen J E, Lei Y D, et al.Temperature dependence of atmospheric concentrations of semi-volatile organic compounds [J]. Environmental Science and Technology, 1998,32:1013-1021.

[13] 馬萬里,李一凡,孫德智,等.哈爾濱市大氣中多環(huán)芳烴的初步研究 [J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2010,30(2):145-149.

[14] Falconer R L, Bidleman, T F. Vapor pressures and predicted particle/gas distributions of PCB congeners as functions of temperature and ortho-chlorine substitution [J]. Atmospheric Environment, 1994,28 (3):547-554.

[15] Pankow J F. Absorption model of gas/particle partitioning of organic compounds in the atmosphere [J]. Atmospheric Environment, 1994,28:185-188.

[16] Pankow J F. Interdependence of the slopes and intercepts from log-log correlations of measured gas-particle partitioning and vapor pressure: 1, theory and analysis of available data [J]. Atmospheric Environment, 1994,29:107-116.

[17] Kim K S, Masunaga S. Behavior and source characteristic of PCBs in urban ambient air of Yokohama, Japan [J]. Environmental Pollution, 2005,138:290-298.

[18] Kim D G, Choi K I, Lee D H, et al. Gas-particle partitioning and behavior of dioxin-like PCBs in the urban atmosphere of Gyeonggi-do, South Korea [J]. Atmos. Res., 2011,101: 386-395.

[19] 謝 驊,黃世鴻,李如祥.我國若干地區(qū)總懸浮顆粒物和沉積塵來源解析 [J]. 氣象科學(xué), 1999,19(1):26-32.

[20] Cindoruk S S, Tasdemir Y. Characterization of gas/particle concentrations and partitioning of polychlorinated biphenyls (PCBs) measured in an urban site of Turkey [J]. Environmental Pollution, 2007,148:325-333.

Gas-particle partitioning of polychlorinated biphenyls in air of Xi’an City.

HAN De-ming1, YE Lei1, ZHANG Cheng-zhong1*, LI Wen-long2, MA Wan-li2, LI Yi-fan2
(1.School of Environmental and Municipal Engineering, Xi’an University of Architecture and Technology, Xi’an 710055, China；2.International Joint Research Centre for Persistent Toxic Substances (IJRC-PTS), State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China). China Environmental Science, 2014,34(10)：2466～2471

In order to study the gas-particle partitioning of polychlorinated biphenyls (PCBs) in ambient air of Xi’an City, China, both gas and particle phases samples were collected using an active air sampler on a weekly base during spring in 2012. The results showed that the total concentration (gas plus particle phases) of PCBs ranged from 62.05 to 454.18 pg/m3, with much higher concentration in gas phase than that in particle phase. The steep slope (-5193.24) obtained from Clausius-Clapeyron equation indicated that PCBs concentration in Xi’an City was mainly influenced by the evaporation from adjacent land surface. Gas-particle partitioning coefficients (KP) of PCBs were well correlated with the sub-cooled vapor pressure (PoL) however, the slopes (-0.46～-0.37) obtained from linear regression between logKPand logPoLwere shallower than the theoretical value of -1 at equilibrium condition. The results indicated that partitioning of PCBs between the gas and particle phases in the air in Xi’an City was under non-equilibrium condition. The particle bound fraction (φ) and KPvalue were estimated using the Junge-Pankow adsorption model and Harner-Bidleman absorption model, the result showed that gas-particle partitioning of PCBs was well simulated by both models, however, both models tended to overestimate the values of φ and KPcompared with those obtained from field measurement.

t：polychlorinated biphenyls(PCBs)；gas-particle partitioning；air；Xi’an City

X51

：A

：1000-6923(2014)10-2466-06

韓德明(1989-),男,江西萬年人,西安建筑科技大學(xué)碩士研究生,主要從事大污染物控制研究.

2013-12-25

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41101493)

* 責(zé)任作者, 教授, zhangchengzhong4711@sina.com