分析持久性有機污染物的環(huán)境大氣被動采樣技術(shù)

戴爭博+何曉云+呂晶

摘 要：現(xiàn)階段能夠?qū)⒋髿庵谐志眯杂袡C污染物檢測出來額被動采樣器（PAS）的類型是多樣化的，應(yīng)用較為頻繁的有SPMD-PAS，PUF-PAS，XAD-2PAS這三種類型，文章在對其進行介紹的基礎(chǔ)上，通過查閱相關(guān)資料對對在環(huán)境污染物檢測方面應(yīng)用的效果進行對比，最后探究了未來幾年中PAS技術(shù)發(fā)展過程中應(yīng)該重視的問題。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測；持久性有機污染物；被動采樣技術(shù)；采集速度

中圖分類號：X831 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）09-0012-01

大氣為環(huán)境體系中的重要介質(zhì)之一，在促使持久性有機污染物（POPs）在水陸間的循環(huán)傳送起到了推動作用，被動采樣技術(shù)在有機污染是監(jiān)測過程中的應(yīng)用，能夠確切的將某一時間段大氣濃度變化的情況反映出來[1]。本文在闡述大氣被動采樣技術(shù)的基本原理以及采集大氣環(huán)境中POPs濃度參數(shù)，結(jié)合PAS采樣速度（Rs）的計算方法，整理國際上現(xiàn)存對Rs測定與分析成果，展開相關(guān)論述。

1 常用PAS裝置介紹

1.1 SPMD-PAS

SPMD是由Huckins設(shè)置的，該器具最早采集水中POPs。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的進程中，其也實現(xiàn)改良的目標(biāo)，德國環(huán)境健康研究中心制造的SPMDs、是由700uL， 99%甘油三油酸酷密封在LDPE薄壁管中（膜厚：60um，寬：2.5cm，總長0.29m，其中密封有甘油三油酸酷部分長0.25 m）。SPMDs能夠?qū)⑺信c大氣中的POPs采集在一起，一般是在純天然木質(zhì)掩蔽箱中進行的，以防風(fēng)、陽光、顆粒雜質(zhì)等外界因素對其造成干擾。相關(guān)研究已經(jīng)證實，附著在SPMDs表皮上的多環(huán)芳烴、多氯二苯以及多氯二苯并呋喃等顆粒能夠自行的從相中脫落，粘附在LDPE膜上被SPMDs統(tǒng)一采集。

1.2 PUF-PAS

PUF-PAS多數(shù)應(yīng)用的是PUF碟片，表面積365cm2，重量4.40g，體積207cm3，其最大的功效是收集氣相中的POPs，同時將部分顆粒相中POPs收集在一起。該采集起中因為安裝了2個相向不銹鋼扣碗，所以風(fēng)、雨、雪、大顆粒物及紫外線等外界因素對其采集效果影響不大。作為現(xiàn)階段應(yīng)用頻率較高的PAS，PUF-PAS造價成本相對較低，操作上不存在較大難度，適用與短期采樣工作。

1.3 XAD-2PAS

XAD-2PAS是由帶有纖巧的不銹鋼網(wǎng)制成的細(xì)長微孔圓筒，筒中物質(zhì)為60ml苯乙烯B二乙烯基苯共聚物XAD-2 樹脂粉末。該器具在采集POPs進程中的應(yīng)用，因為有不銹鋼頂蓋、底端開口保護套等裝置的輔助，避免了干、風(fēng)、濕沉降對采樣結(jié)果的影響。大孔篩部件安裝于開口底端，確保了空氣進入量。相關(guān)研究資料顯示，XAD-2PAS在采集POPs時采樣時間應(yīng)該保持在3個月，從而使POPs的采集量有所保障。

2 被動采樣技術(shù)應(yīng)用效果比較分析

有研究人員應(yīng)用3種PAS，SPMD-PAS、PUF-PAS與XAD-2PAS對某地空氣中國的PCBs與PBDEs開展監(jiān)測工作，做出了如表1的統(tǒng)計結(jié)果。

三種PAS在對各個化合物的采樣速度（Rs）上存在明顯的差異性，初始階段PAS對POPs以線性的模式進行吸收，Rs的大小受PAS表面積與空氣邊界層質(zhì)量遷移系數(shù)的影響，被動采樣介質(zhì)對其影響效果不大[2]。SPMD-PAS與PUF-PAS在對城市與鄉(xiāng)村的PCBs與OCPs監(jiān)測時，兩種被動采樣在應(yīng)用效果的取得上無明顯的差異，PUF-PAS的Rs與環(huán)境風(fēng)速之間存在線性關(guān)系，又與風(fēng)向相關(guān)聯(lián)。對于OCPs而言，SPMDs與PUF碟片相比較形成的空白值相對較高，此時經(jīng)SPUF-PAS計算測得出的POPs空氣濃度略大于SPMD-PAS計算得到的空氣濃度（25%左右），但是在SPMD-PAS與PUF-PAS的協(xié)助下計算出的POPs空氣濃度與前期應(yīng)用的主動采樣監(jiān)測技術(shù)取得的結(jié)果之間無顯著的差異性。另外，Paschke等人利用SPMD-PAS與固相萃取纖維對垃圾場空氣內(nèi)的OCPs檢測以后，驗證了SPMD-PAS與固相萃取纖維均可以作為被動采樣工具，用于空氣質(zhì)量監(jiān)測工作這一結(jié)論。

3 未來PAS技術(shù)發(fā)展進程中需要重視的問題

PAS可以被規(guī)劃成短期被動采樣器，幾小時到幾天；也可以被設(shè)計成長期被動器，幾星期延至幾年。短期PAS可以用于研究污染物分布、流量與流通形式，長期PAS可用來辨別污染源的類型以及對其發(fā)展趨勢?，F(xiàn)階段，PAS采樣量估空氣中中的POPs實際濃度存在2～3倍的偏差，所以未來在對PAS技術(shù)進行研究之時，通常會從以下三點著手：一是PAS采樣效率；二是外界因素對PAS技術(shù)采樣結(jié)果的干擾程度；三是PAS技術(shù)的優(yōu)化措施，例如PAS采樣箱的研制與安裝，采樣點的選擇以及采樣次數(shù)的設(shè)定等。

4 結(jié)語

由全文論述的內(nèi)容，了解到持久性有機污染物的環(huán)境大氣被動采樣技術(shù)在應(yīng)用之時與之相配的器具類型，分別為SPMD-PAS，PUF-PAS， XAD-2PAS。為了確保有機污染物采集與監(jiān)測的質(zhì)量，對PAS采樣速率與影響其效果的相關(guān)因素進行深入分析是極為必要的，同時也要對PAS借助氣體分子擴散、吸附、沉淀作用與滲透原理有一個整體性認(rèn)識，從而在目標(biāo)點明確的情況下，達到對大氣樣品高效率采集的目標(biāo)，為大氣環(huán)境質(zhì)量分析工作的順利開展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]朱青青，劉國瑞，張憲，董姝君，高麗榮，鄭明輝.大氣中持久性有機污染物的采樣技術(shù)進展[J].生態(tài)毒理學(xué)報，2016，02：50-60.

[2]張淑娟，楊瑞強.苔蘚和地衣在指示偏遠(yuǎn)地區(qū)大氣持久性有機污染物中的應(yīng)用[J].環(huán)境化學(xué)，2014，01：37-45.