梁照東
(肇慶市鼎湖區(qū)環(huán)境監(jiān)測站 廣東肇慶 526070)
持久性有機污染物(POPs)指人類合成的能持久存在于環(huán)境中、通過生物食物鏈(網(wǎng))累積、并對人類健康造成有害影響的化學物質(zhì)。大氣傳輸是POPs全球遷移的重要途徑,其中“全球蒸餾效應”可以成功解釋POPs從熱溫帶地區(qū)向寒冷地區(qū)遷移的現(xiàn)象。由于POPs在全球大氣、水體和土壤中的分布,會使人類和生物體長期暴露其中,從而造成人類和生物體的內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng),免疫系統(tǒng)等急性和慢性毒性影響。因此為了保護人類和環(huán)境健康,2001年5月的《斯德哥爾摩公約》,已將12種持久性有機污染物列為禁止或限制使用名單,其中有8種為有機氯殺蟲劑。而在2009年5月的斯德哥爾摩公約締約方大會上,又有9種持久性有機污染物被列入公約?;诮┠陙泶髿庵谐志眯杂袡C污染物的受關(guān)注程度,本文將綜合對大氣中持久性有機污染物的檢測方法進行淺析,以期相關(guān)工作人員加深對大氣持久性有機污染物檢測方法的理解,這對保護我國大氣環(huán)境具有重要的意義。
主動采樣技術(shù)主要是通過玻璃纖維濾膜、石英纖維濾膜采集大氣顆粒物中的POPs,使用吸收劑如聚氨酯泡沫吸附氣態(tài)的POPs,合計計量總量。大流量主動采樣器和小流量主動采樣器是經(jīng)常使用的采樣器,內(nèi)部配置動力裝置。在斯德哥爾摩公約締約之初,為了針對公約的POPs進行調(diào)查評估,一些相關(guān)機構(gòu)進行了POPs采樣技術(shù)的研究,其中在2007到2008年利用主動采樣技術(shù)在全國八個區(qū)域中開展的POPs檢測工作,設置了包括大興安嶺、河北承德、安徽六安等全國11個采樣點,使主動采樣技術(shù)得到了充分的實踐,促進了相關(guān)儀器設備的發(fā)展,并積累了應用經(jīng)驗[2]。主動采樣技術(shù)采樣時間短,測定流量準確,能夠適應野外復雜的環(huán)境,并且該技術(shù)取得的樣品易于運輸和保存。但主動采樣技術(shù)也存在一些問題,如POPs可能會從顆粒物表面揮發(fā),也可能會吸附在濾膜上,并且成本較高,不適合大范圍長時間采樣。
被動采樣技術(shù)是使用吸附劑吸附大氣中的氣態(tài)有機污染物,利用分子擴散和滲透原理,使氣態(tài)污染物在大氣和吸附劑之間進行傳輸,Whitman雙膜阻尼模型能夠較好的對其進行描述[3]。目前,文獻報道過的被動采樣器有多種,其中半透膜被動采樣器(SPMD-PAS)、膜封閉吸收涂料被動采樣器(MESCOs-PAS)、XAD-2樹脂被動采樣器、聚氨酯泡沫碟片被動采樣器(PUFPAS)、聚乙烯薄膜采樣器(PE-PAS)等應用較多[4]。在利用PUF被動采樣技術(shù)對長三角城市群大氣中的PAHs監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn),布設雙平行PUF-PAS在小尺度范圍進行有機污染的監(jiān)測,具有一定的創(chuàng)新性。被動采樣器結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、操作方便等優(yōu)點能夠在一定程度上彌補主動采樣方法的不足,但是由于被動采樣器可能會受到環(huán)境因素如溫度、風速、濕度等的影響,從而使其產(chǎn)生誤差,因此近些年來,針對這些不利環(huán)境因素影響的被動采樣器也在不斷改進研究當中。中國科學院青藏高原研究所團隊改進的青藏高原常用的筒式XAD型大氣POPs被動采樣器(XAD-PAS)可通過物理干擾減緩空氣流入速度從而降低采樣器內(nèi)部風速及PSR隨風速的波動。
POPs通過主動采樣方法或被動采樣方法收集后,需要進行實驗室檢測,目前液相色譜法、氣相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法都是經(jīng)常用的檢測方法,其中,由于氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法由于具有更高的靈敏度和選擇性而比較適合測量大氣中的POPs,是一種較為確定性的檢測方法。
氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法主要是對收集好的空氣樣品,進行濃縮解析后,進入氣相進行色譜分離,氣相色譜能夠分離多組分的混合物,分離效率較高、靈活性較好且樣品用量少。經(jīng)分離后的組分進入質(zhì)譜檢測器進行檢測。一般而言,可以通過與標準物質(zhì)質(zhì)譜圖和保留時間比較來來對POPs進行定性分析,通過內(nèi)標法進行定量分析。
在實際檢測過程中,一些同系物或同類物較多的POPs如二噁英很難用普通的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用來檢測,因此高分辨率氣象色譜-高分辨率質(zhì)譜應運而生,目前歐盟和美國等都采用這種方法來檢測二噁英。在實驗研究過程中,李申杰等[5]建立了一種利用固相萃取,高分辨氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測量包括OCPs、PCBs等39種大氣中持久性有機物污染物的方法,結(jié)果發(fā)現(xiàn),被試的39種大氣持久性有機污染物的平均相對響應因子范圍為0.840~1.281,相對標準偏差(RSD)為 2.4%~18%,檢出限為 0.1~0.5 fg/m3之間(大氣樣品體積,1000m3),平均回收率在46.2%~110.0%之間,檢測結(jié)果可以滿足要求,具有一定的可行性。另外其他學者也研究了高分辨氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測量POPs,如檢測煙道氣中痕量的二噁英,檢測地衣和土壤中痕量的有機氯農(nóng)藥,這些研究均表明該方法可以滿足檢測要求。
近年來,大氣中POPs的采集方法和分析檢測方法均受到了廣泛關(guān)注,取得了一些實用性的成果,但由于監(jiān)測網(wǎng)絡覆蓋不全面,對于我國某些地區(qū)大氣中的POPs情況了解仍舊較少,另外隨著一些新型大氣污染物的不斷產(chǎn)生,大氣采樣手段和檢測手段需要不斷的更新發(fā)展,一些新型的檢測手段要制定嚴格的標準,并要提高檢測數(shù)據(jù)的科學分析,從而使整個大氣POPs的監(jiān)測更具有科學性。