典型污染源材料中多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)的釋放

金漫彤,何嘉琪,鄭子丹,尹 杰,沈?qū)W優(yōu),胡張璇

典型污染源材料中多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)的釋放

金漫彤1*,何嘉琪1,鄭子丹1,尹 杰1,沈?qū)W優(yōu)2,胡張璇1

(1.浙江工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院,浙江 杭州 310014；2.浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院,浙江 杭州 310058)

為研究以多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)為代表的含鹵半揮發(fā)性有機物(SVOCs)在室內(nèi)空氣中的擴散特性,在對杭州室內(nèi)環(huán)境(辦公室、居室)空氣中PDBEs14種單體濃度檢測的基礎(chǔ)上,分析比較了不同污染源材料中PBDEs的含量,測定了材料PBDEs揮發(fā)強度系數(shù);探究了典型污染源材料中PBDEs釋放的影響因素及其相關(guān)性.結(jié)果表明,杭州室內(nèi)環(huán)境空氣顆粒相和氣相中PBDEs平均濃度為427.26和416.46pg/m3,其中顆粒相和氣相中主要特征單體均為BDE-209.所選取的9種室內(nèi)常用材料的PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)大小依次為:地毯>電線>塑料板>阻燃布>電路板>防燙桌布>保溫棉>自粘墻紙>絕緣膠帶.對比不同材料中各PBDEs同系組的含量:絕緣膠帶、塑料板、防燙桌布、阻燃布中十溴二苯醚(deca-BDEs)的占比最高,分別為81.33%、63.83%、27.3%和34.1%;電線中四溴二苯醚(tetra-BDEs)的占比最高,為29.83%;自粘墻紙、電路板、地毯、保溫棉中五溴二苯醚(penta-BDEs)的占比最高,分別為35.82%、41.25%、45.75%和38.64%.典型污染源材料中PBDEs釋放的影響因素實驗結(jié)果表明,環(huán)境模擬艙中的PBDEs總濃度與溫度和封閉時間對數(shù)均呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)r和顯著水平P分別為=0.811,<0.05和=0.883,<0.05,且封閉時間對源釋放PBDEs總濃度的影響比溫度稍大.同時,污染源特征因素(材料中PBDEs的固有含量與PBDEs揮發(fā)強度系數(shù))對源釋放的影響程度比環(huán)境因素(溫度和封閉時間)大.

多溴聯(lián)苯醚；來源;釋放；規(guī)律；污染源材料

PBDEs屬于溴系阻燃劑的一類,廣泛應(yīng)用于電子電器、家具紡織品及塑料制品中.我國阻燃劑產(chǎn)量和消費量名列世界前茅[1].PBDEs具有典型的持久性有機污染物特征[2],其中五溴聯(lián)苯醚(penta-BDEs)和八溴聯(lián)苯醚(Octa-BDEs)已于2009年被列入POPs斯德哥爾摩禁用清單內(nèi)[3-7].然而阻燃劑在使用過程中易從材料中釋放出來,進而出現(xiàn)室內(nèi)外環(huán)境介質(zhì)(空氣、灰塵等)中阻燃劑濃度升高的現(xiàn)象[8-11].

研究表明在室內(nèi)環(huán)境的停留是人們對PBDEs暴露的重要途徑[12-15],辦公室內(nèi)和家庭內(nèi)的PBDEs濃度大于室外,其中辦公室污染較嚴重[16].結(jié)合相關(guān)研究[17-19]和實際的檢測發(fā)現(xiàn)室內(nèi)空氣中PBDEs的主要來源是室內(nèi)電器、裝修裝飾材料等室內(nèi)用品,PBDEs作為添加型阻燃劑,其與產(chǎn)品之間缺乏化學(xué)鍵的作用,易從這些室內(nèi)用品中不斷的向空氣中釋放.因此室內(nèi)空氣中PBDEs污染源的釋放規(guī)律研究就顯得尤為重要.PBDEs在不同的室內(nèi)用品中的含量及種類各不相同.在塑料中主要含有deca- BDEs, octa-BDEs和penta-BDEs;在聚氨酯泡沫體中主要為penta-BDEs;而在纖維、橡膠和涂料中主要以deca-BDE和penta-BDEs為主[20],電子電器、裝修裝飾材料及家居用品等都是PBDEs的主要釋放來源[21].

國內(nèi)外關(guān)于室內(nèi)環(huán)境介質(zhì)中PBDEs等的研究大多集中在監(jiān)測方法、污染水平等研究領(lǐng)域.雖然存在少數(shù)文獻報道測定了個別污染源中個別PBDE單體含量,也有學(xué)者研究了個別材料釋放PBDEs速率跟其含有PBDEs含量、溫度存在一定關(guān)系[22-23],但是污染源材料釋放PBDEs的濃度水平與污染源材料中PBDEs的含量、污染源材料的質(zhì)量、表面積及環(huán)境溫度等之間具體存在什么關(guān)系并不明確.由于PBDEs的生物富集性,及對人體和動物的神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)的危害[24-25],且室內(nèi)空氣PBDEs主要來源于電子產(chǎn)品、裝飾裝修材料等,本文測定了幾種典型污染源材料中PBDEs的含量,并進行典型污染源材料PBDEs釋放規(guī)律實驗,以研究影響室內(nèi)典型材料PBDEs釋放濃度水平的主要影響因素.本課題以14種PBDE單體為研究對象,通過測定不同典型污染源材料中PBDEs的含量確定PBDEs揮發(fā)強度系數(shù);并通過環(huán)境模擬艙實驗,探究室內(nèi)材料釋放PBDEs濃度水平與環(huán)境因素(溫度、時間)和污染源特征因素(材料中PBDEs的固有含量與PBDEs揮發(fā)強度系數(shù))之間的相關(guān)性,初步確定典型污染源PBDEs濃度釋放規(guī)律模型,為室內(nèi)PBDEs的源解析提供方法.

1 試驗與方法

1.1 試驗儀器與試劑

CTHI-250B2恒溫恒濕箱(上海施都凱儀器設(shè)備有限公司);Agilent7890B氣相色譜儀及Agilent DB-5 122-5011毛細管色譜柱; TH-150A中流量主動大氣采樣器,中流量大氣總懸浮顆粒物切割器(武漢天虹儀表有限責(zé)任公司);RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀廠);MTN-2800W氮吹濃縮裝置(天津奧特賽恩斯儀器有限公司);SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵(河南太康科教器材廠);SX3-2-12X節(jié)能纖維電阻爐(杭州卓馳儀器有限公司);KH5200DE數(shù)控超聲波清洗器(昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司);DGG-9053A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海森信實驗儀器有限公司);TC-15恒溫電熱套(海寧市華星儀器廠);ZH-D全溫搖床(常州澳華儀器有限公司); GF90mm玻璃纖維濾膜(美國Staplex Air Sampler Division);250mL蛇形索式提取器;6.4cm(直徑)× 7.5cm圓柱形聚氨酯泡沫(PUF).

14種PBDEs混合標準樣品購于美國Accustandards Inc.(New Heaven, USA),其中BDE-17, BDE-28,BDE-47,BDE-66,BDE-71,BDE-85,BDE-99,BDE-100,BDE-138,BDE-153,BDE-154,BDE-183,BDE-190濃度為5mL/g,BDE-209濃度為25mL/g.用于樣品前處理的試劑有正己烷、二氯甲烷、丙酮、無水Na2SO4,均為分析純;用于定容的正己烷為色譜純;99.99%高純氮氣;200~300目硅膠.

1.2 污染源中PBDEs含量的測定方法

本實驗挑選了幾種典型材料(保溫棉、電線、阻燃布、絕緣膠帶、塑料板、電路板、防燙桌布、自粘墻紙和地毯,均從市場上購買).稱取潔凈的污染源樣品0.5g,記下其完整表面積,將待測污染源樣品裁剪碾碎之后進行索氏提取、溶劑濃縮置換、多層硅膠柱凈化、定容處理,最后進入儀器檢測.

1.3 典型室內(nèi)源材料PBDEs釋放環(huán)境模擬艙

環(huán)境模擬艙如圖1(a),實驗前對環(huán)境模擬艙進行檢漏,在各接口處涂抹檢漏液,并向環(huán)境模擬艙內(nèi)通入氮氣,觀察到無氣泡產(chǎn)生后持續(xù)向環(huán)境模擬艙內(nèi)通氮氣10min,以排除環(huán)境模擬艙內(nèi)空氣的干擾.稱取8g污染源材料,不同材料大小(表面積)會存在較大差異,圖1(a)以地毯為例,剪成4個長板,使兩大兩小面積都相等,用經(jīng)正己烷-丙酮混合溶液(體積比1:1)索氏提取過的細棉線將其兩兩綁緊,使每塊板都只有一面直接暴露在空氣中,將其放在預(yù)先洗凈晾干的1000mL燒瓶內(nèi)(在做正式釋放規(guī)律實驗前,曾以地毯為釋放源材料,分別選用500,1000, 2000mL的燒瓶作為環(huán)境模擬艙,在40℃的恒溫恒濕箱內(nèi)放置18d后測得地毯PBDEs的釋放濃度水平,比較分析后選用1000mL的燒瓶作為環(huán)境模擬艙),塞子周邊用封口膜封緊,放置在恒溫恒濕箱內(nèi),設(shè)定溫度,研究不同PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)的污染源材料在不同溫度、不同時間下的PBDEs釋放濃度水平.對于溫度,考慮到夏天室內(nèi)的極端溫度,選取了20,30, 40和50℃;對于時間,選取了6,12,18,24和30d.每一個溫度封閉時間的范圍均為6~30d,同時確保同種污染源材料在放入環(huán)境模擬艙中時表面積和質(zhì)量一致,每個樣品在每個溫度下重復(fù)3次實驗,除去極端數(shù)據(jù)后取各類PBDEs的平均值.

圖1 PBDEs釋放環(huán)境模擬艙 Fig.1 PBDEs release environment simulation cabin

每個樣品從恒溫恒濕箱取出后,取下環(huán)境模擬艙如圖1(a)中間的玻璃塞并迅速套上放有PUF的玻璃裝置,在玻璃二通閥處連上氮氣管,如圖1(b),氮氣流量控制在250mL/min,通氣1h,保證污染源材料在封閉空間內(nèi)釋放到空氣中的PBDEs被PUF接收,以測得不同溫度、不同時間、不同PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)的污染源材料PBDEs的釋放濃度水平.

1.4 樣品前處理

將放入處理過的玻璃纖維濾膜中的污染源樣品或釋放實驗所得的PUF置于索式提取器的索提管中(PUF用處理過的醫(yī)用紗布包裹,位置不高于虹吸管高度),在250mL平底燒瓶中加入200mL正己烷-丙酮混合溶液(體積比1:1),在55℃恒溫避光條件下索提24h;向提取液中加入20mL分析純正己烷溶劑置換,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至1~2mL;將濃縮液加入層析柱內(nèi)(層析柱從下至上分別填入3cm活性硅膠、6cm酸性硅膠、3cm活性硅膠、6cm酸性硅膠、6cm活性硅膠,最后在層析柱最上層填入2cm無水Na2SO4),淋洗液為120mL(分3次,每次40mL)正己烷和二氯甲烷混合(體積比1:1);層析凈化后在收集液中加入20mL色譜純正己烷置換溶劑3次,蒸發(fā)濃縮至1~2mL;濃縮后用柔和的N2吹掃近干,加入2mL色譜純正己烷重復(fù)2次,最后加入色譜純正己烷定容至500μL,移至棕色色譜瓶中保存.

1.5 儀器分析

采用氣相色譜-微電子俘獲檢測器檢測法(GC-μECD)對樣品進行定性定量分析.DB-5,122- 5011(15m×0.25mm×0.1μm)型色譜柱;進樣口溫度270℃,檢測器溫度320℃,進樣量1μL,不分流進樣.脈沖進樣壓力為248.21kPa.高純N2為載氣,柱流量選擇2.0mL/min.升溫程序為:初始溫度100℃,保持1min,以25℃/min升溫至200℃,再以5℃/min升溫至280℃,最后以15℃/min升溫至315℃,保持4min.

1.6 質(zhì)量保證與質(zhì)量控制

本實驗根據(jù)樣品中PBDEs濃度范圍繪制雙量程標準曲線,低量程(1,2,5,10,20μg/L)和高量程(20,40, 50,100,200μg/L).為確保數(shù)據(jù)可靠性,儀器每次開關(guān)機后需重新繪制標準曲線;每檢測10個樣品,用20μg/L標準溶液進行一次儀器校正,當校正溶液信號偏差大于5%時,需重新繪制標準曲線.

本實驗設(shè)置了空白實驗.10個樣品為一組,每組設(shè)置1個空白樣,最終從樣品分析結(jié)果中扣除空白值.本實驗每檢測10個樣品,做一次空白加標回收率,即在潔凈的PUF或玻璃纖維濾膜(GF)上分別添加適量的PBDEs混合標準物質(zhì).本文中GF及PUF上各PBDEs的回收率均在80%~120%之間,且相對標準偏差小于10%,滿足物質(zhì)定量分析的要求.本實驗涉及的儀器分析是典型的痕量樣品檢測問題,為確保檢測結(jié)果的準確性,確定了儀器檢出限和方法檢出限.各單體儀器檢出限為0.0083~0.0489μg/L,方法檢出限為0.0201~0.1077μg/L.

2 結(jié)果與討論

2.1 室內(nèi)環(huán)境PBDEs濃度水平

圖2 10個室內(nèi)環(huán)境中14個PBDEs單體的平均濃度

本文使用中流量大氣采樣器實地隨機采集了杭州市10個室內(nèi)環(huán)境(辦公室、居室)空氣樣品,檢測室內(nèi)PBDEs濃度水平.采樣流量100L/min,采樣時間24h,每次采集樣品量約為144m3,同時采集顆粒相及氣相樣品.空氣樣品經(jīng)索氏提取、溶劑濃縮置換、多層硅膠柱凈化、定容處理,最后進入儀器檢測.圖2為杭州室內(nèi)環(huán)境PBDEs濃度水平.

由圖2可知,采集的樣品中均檢測到PBDEs,杭州室內(nèi)環(huán)境空氣顆粒相和氣相中PBDEs平均濃度為427.26和416.46pg/m3,其中顆粒相和氣相中主要特征單體均為BDE-209,占比分別為50.01%和49.17%.BDE-190較其他幾種單體占比較高,在顆粒相和氣相中占比分別為7.98%、7.42%.

2.2 典型材料中PBDEs的含量

本文挑選了9種典型材料(保溫棉、電線、阻燃布、絕緣膠帶、塑料板、電路板、防燙桌布、自粘墻紙和地毯).每種材料均重復(fù)測6次,去除極端值,取平均值.表1列出了9種典型材料中PBDEs的含量,可知BDE-100和BDE-190在絕緣膠帶中未被檢出,BDE-154在自粘墻紙中未被檢出,其余11中單體在各材料中均被檢出.9種材料中∑PBDEs的含量關(guān)系排序為:保溫棉>地毯>阻燃布>防燙桌布>電線>塑料板>絕緣膠帶>自粘墻紙>電路板.∑PBDEs的含量范圍為10.575~100.76μg/g.從總體來看,不同的材料由不同含量的PBDE單體組成,其中BDE-47,99, 209所占的含量比例偏高.

表1 各材料中PBDEs的含量(μg/g)

注:N.D.表示沒有檢出,S.D.表示∑PBDEs的標準偏差.

本文對9種典型材料進行了細化縱向比較,并分析材料中不同PBDEs同系組的比例.由圖3可知,9種材料中6個PBDEs同系組的含量占比各不相同.在保溫棉、地毯、電路板和自粘墻紙中,五溴聯(lián)苯醚(penta-BDEs)的含量最高;而在防燙桌布、塑料板、阻燃布和絕緣膠帶中deca-BDEs的含量最高.同時,不同材料間6個PBDEs同系組的占比相差很大.對于防燙桌布,6個PBDEs的同系組的占比相差不大;而對于絕緣膠帶,十溴聯(lián)苯醚(deca-BDEs)的占比為總量的4/5.其原因是材料的類型和材質(zhì)不同,所添加的溴系阻燃劑的成分也不同,使得不同材料間的PBDEs同系組的占比相差很大.

圖3 9種典型材料中不同PBDEs同系組的比例

本文計算了PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)[26][vsPBDEs=C//,式中C表示污染源中PBDEs的含量,μg;表示污染源的質(zhì)量,g;表示污染源暴露在空氣中的有效表面積,m2].各材料PBDEs的揮發(fā)強度系數(shù)如表2.所選取9種材料的PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)大小為:地毯>電線>塑料板>阻燃布>電路板>防燙桌布>保溫棉>自粘墻紙>絕緣膠帶.

為了更好地研究環(huán)境參數(shù)的影響,選取更具代表性的污染源,本文依據(jù)材料揮發(fā)強度系數(shù)將材料進行了分類.因暫無標準可循,本文初步將污染源材料自行分為3類:vsPBDEs<6′104μg/(g·m2)的是PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)小的污染源材料;vsPBDEs為6′104~1.2′105μg/(g·m2)的是PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)中等的污染源材料;而vsPBDEs>1.2′105μg/(g·m2)的即為PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)大的污染源材料.按此分類,保溫棉、絕緣膠帶、自貼墻紙屬于PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)小的污染源材料;阻燃布、塑料板、電路板、防燙桌布屬于PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)中等的污染源材料;電線和地毯屬于PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)大的污染源材料.

表2 各材料的PBDEs含量與揮發(fā)強度系數(shù)KvsPBDEs

2.3 典型污染源材料PBDEs釋放規(guī)律實驗

為了研究影響室內(nèi)典型材料PBDEs的釋放濃度水平的主要影響因素(PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)vsPBDEs、溫度、封閉時間等),本文設(shè)置了典型室內(nèi)源材料PBDEs環(huán)境模擬艙來得到不同污染源、不同溫度、封閉時間下的氣樣.

本研究選取了PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)大的地毯和PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)中等的防燙桌布作為對象進行污染源材料釋放PBDEs規(guī)律的研究,將地毯和防燙桌布分別放置在2個環(huán)境模擬艙,同時設(shè)置空白對照組,放置在恒溫恒濕箱中進行恒溫操作.由于室內(nèi)溫度在不同季節(jié)變化較大,如杭州夏季溫度近40℃,在室內(nèi)局部區(qū)域溫度達到50℃,冬季室溫則在20℃左右.因此本研究選定的實驗溫度范圍在20~50℃,溫度梯度為20,30,40,50℃,每一個溫度的封閉時間范圍為6~30d,封閉時間梯度為6,12,18,24, 30d.研究對象在不同溫度下的每一個環(huán)境模擬艙(1000mL)中放入的樣品表面積和質(zhì)量一致,并且每個樣品在每個溫度下重復(fù)實驗3次,去除極端數(shù)據(jù)(通過以下方式判定極端數(shù)據(jù):將3個數(shù)據(jù)按照大小排列,最大(小)值與中位數(shù)的差值是最小(大)與中位數(shù)的差值的3倍時,則把最大(小)值判定為極端數(shù)據(jù)),取平均值.

圖4為地毯和防燙桌布在不同溫度和封閉時間下各PBDEs同系物的平均釋放濃度和PBDEs的總釋放濃度.2種材料中PBDEs各單體釋放濃度在同一溫度下隨封閉時間的增加呈上升趨勢,在同一封閉時間下隨溫度升高呈上升趨勢.地毯釋放的PBDEs中,BDE-99的濃度最高,其次是BDE-47;而對于防燙桌布BDE-209的濃度最高,其次是BDE-47和BDE-183.這與之前測量的地毯與防燙桌布中單體含量的占比情況一致.由此可推斷出,材料釋放的PBDEs濃度與其PBDEs含量相關(guān).此外,地毯中BDE-99釋放濃度上升趨勢最明顯,可能是其屬于低溴代聯(lián)苯醚,容易揮發(fā);防燙桌布中BDE-209釋放濃度上升趨勢最明顯,可能是其添加量較大,導(dǎo)致其容易揮發(fā).

2.4 相關(guān)性分析

在研究溫度變化對地毯和防燙桌布釋放PBDEs總濃度的影響時,選取了5種封閉時間,如圖5所示,相同封閉時間下PBDEs總濃度隨著溫度上升而逐漸上升.Guo等[27]對廢舊電路板中PBDEs在200~300℃下的釋放率進行了研究,測得PBDEs釋放率隨溫度上升而呈指數(shù)趨勢上升,即電路板釋放的PBDEs總濃度也是急劇上升的;Ortu?o等[28]對電視機外殼中PBDEs在50~250℃下的釋放量進行研究,發(fā)現(xiàn)∑PBDEs釋放量也隨溫度上升而急劇上升.但本研究中污染源材料釋放的PBDEs總濃度上升趨勢較緩,隨著溫度的上升呈線性趨勢上升或?qū)?shù)趨勢上升,可能由于本研究中最高溫度僅為50℃而產(chǎn)生了差異,總體仍符合污染源材料釋放的PBDEs總濃度隨溫度上升而上升的趨勢,可以得到環(huán)境模擬艙中PBDEs總濃度與溫度呈正相關(guān).以封閉時間為18d為例,地毯的溫度從20℃升至30℃、30℃升至40℃、40℃升至50℃,濃度分別增加了1.53,1.81, 1.17μg/m3;防燙桌布的溫度從20℃升至30℃、30℃升至40℃、40℃升至50℃,濃度分別增加了0.73,0.80, 0.57μg/m3.

圖6表明不同溫度下(20,30,40,50℃)地毯和防燙桌布在環(huán)境模擬艙中隨著封閉時間增加而釋放PBDEs總濃度的變化趨勢.在相同溫度下,環(huán)境模擬艙中PBDEs總濃度隨著封閉時間的增加而逐漸上升. Kemmlein等[23]對電路板在60℃下PBDEs的釋放進行了研究,發(fā)現(xiàn)電路板釋放PBDEs的量在20d之前增加較快,20~40d內(nèi)增加變緩,40d之后變平穩(wěn).雖然本研究選取封閉時間為6~30d,但也能發(fā)現(xiàn)污染源材料釋放的∑PBDEs濃度隨著時間的增加呈對數(shù)趨勢上升,可以得到封閉時間與環(huán)境模擬艙中的PBDEs總濃度呈正相關(guān).以溫度為40℃為例,地毯的封閉時間從6d增至12d、12d增至18d、18d增至24d、24d增至30d,其濃度增量分別為2.1,2.01, 1.64,0.9μg/m3;防燙桌布的封閉時間從6d增至12d、12d增至18d、18d增至24d、24d增至30d,其濃度增量分別為1.04,0.99,0.69,0.32μg/m3.

使用SPSS軟件對地毯和防燙桌布在環(huán)境模擬艙中釋放的PBDEs濃度和相關(guān)影響因素進行相關(guān)性分析,相關(guān)性分析采用雙變量分析,結(jié)果見表

由此可知,污染源材料釋放的PBDEs濃度與(+273.15)和Ln的相關(guān)性較強,顯著水平分別為0.037和0.000,均小于0.05,相關(guān)系數(shù)分別為0.811和0.883.越接近0,越接近1或-1,則說明相關(guān)性越高.實驗結(jié)果表明溫度和封閉時間均對材料環(huán)境模擬艙中PBDEs的濃度有顯著影響.為了進一步比較溫度和封閉時間對污染源材料釋放的PBDEs總濃度的影響程度,將污染源材料釋放的PBDEs總濃度作為因變量,分別將溫度和封閉時間作為自變量進行線性回歸分析,得到?jīng)Q定系數(shù)2(溫度)=0.116和2(時間)=0.200.2越大,說明該因素對結(jié)果的影響程度越大.結(jié)果表明封閉時間對污染源材料釋放的PBDEs總濃度的影響程度比溫度稍大.

表3 PBDEs總濃度與溫度和封閉時間的相關(guān)性分析

為了進一步得出環(huán)境因素(溫度和封閉時間)和污染源特征因素(污染源材料中PBDEs含量和材料PBDEs揮發(fā)強度系數(shù))對于污染源材料釋放的PBDEs總濃度的影響程度.在得出了溫度和封閉時間都與污染源材料釋放的PBDEs濃度呈顯著正相關(guān)后,采用偏相關(guān)分析,控制溫度和封閉時間2個變量,分別將污染源材料中PBDEs含量和材料PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)與污染源材料釋放的PBDEs總濃度進行相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)材料PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)和材料中PBDEs的固有含量與源釋放的PBDEs總濃度都呈顯著正相關(guān).在以上數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,只考慮環(huán)境因素時,將污染源材料釋放的PBDEs總濃度作為因變量,溫度和封閉時間作為自變量進行線性回歸分析,得到?jīng)Q定系數(shù)(2=0.324).在只考慮污染源特征因素時,將污染源材料釋放的PBDEs總濃度作為因變量,污染源材料中PBDEs含量和材料PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)作為自變量進行線性回歸分析,得到?jīng)Q定系數(shù)(2=0.572).從而可以得出污染源特征因素對于源釋放PBDEs總濃度的影響程度比環(huán)境因素大.

3 結(jié)論

3.1 本文所選取的9種典型材料中∑PBDEs的含量關(guān)系排序為:保溫棉>地毯>阻燃布>防燙桌布>電線>塑料板>絕緣膠帶>自粘墻紙>電路板.∑PBDEs的含量的范圍在10.575~100.76μg/g.不同材料中各PBDEs同系組的占比不同,絕緣膠帶、塑料板、防燙桌布、阻燃布中deca-BDEs的占比最高,電線中tetra-BDEs的占比最高,自粘墻紙、電路板、地毯、保溫棉中penta-BDEs的占比最高.

3.2 本文所選取的9種典型材料的PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)的大小為:地毯>電線>塑料板>阻燃布>電路板>防燙桌布>保溫棉>自粘墻紙>絕緣膠帶.經(jīng)初步分類:地毯、電線為PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)大的污染源材料,塑料板、阻燃布、電路板為PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)中等的污染源材料,防燙桌布、保溫棉、自粘墻紙、絕緣膠帶為PBDEs揮發(fā)強度系數(shù)小的污染源材料.

3.3 探究了室內(nèi)材料釋放PBDEs的濃度水平與溫度和封閉時間的相關(guān)性.其中,溫度與環(huán)境模擬艙中的PBDEs釋放的總濃度呈顯著正相關(guān)(=0.811,<0.05),封閉時間的對數(shù)與環(huán)境模擬艙中的PBDEs總濃度也呈顯著正相關(guān)(=0.883,<0.05).并且得出封閉時間對源釋放PBDEs總濃度的影響程度比溫度稍大,污染源特征因素對于源釋放PBDEs總濃度的影響程度比環(huán)境因素大.

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Release of PBDEs in typical source materials.

JIN Man-tong1*, HE Jia-qi1, ZHENG Zi-dan1, YIN JIE1, SHEN Xue-you2, HU Zhang-xuan1

(1.College of Environment, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China；2.College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China)., 2019,39(8)：3233~3241

In order to study the diffusion characteristics of halogenated semi-volatile organic compounds (SVOCs) by poly brominated diphenyl ethers (PBDEs) in indoor air, based on the detection of 14monomer concentrations of PDBEs in indoor ambient (Office and living room) air in Hangzhou, PBDEs concentrations in different types of pollutants were compared, and the coefficient of volatile strengths of PBDEs were determined. Moreover, the influencing factors of PBDEs released from typical pollution sources and their correlations were explored. The results show the average concentration of PBDEs in the airborne phase and gas phase of Hangzhou indoor environment is 427.26pg/m3and 416.46pg/m3, and the main characteristic monomers in the particle phase and gas phase are BDE-209. The relationship of the coefficient of volatile strengths of PBDEs among the 9indoor typical pollution source materials selected and the sequence from high to low is carpet, wire, plastic board, flame retardant fabric, circuit boards, anti-scalding tablecloth, thermal insulations, self adhesive wallpaper, insulating tape. Different materials have different proportions of PBDEs fellow groups, the deca-BDEs in insulating tape, plastic board, anti-scalding tablecloth and flame retardant fabric have a higher proportion, which accounted for 81.33%, 63.83%, 27.3% and 34.1%; tetra-BDEs in wire have a higher proportion, which accounted for 29.83%; penta-BDEs in Self adhesive wallpaper, circuit boards, carpet, thermal insulations have a higher proportion, which accounted for 35.82%, 41.25%, 45.75% and 38.64%. The experimental results of the influencing factors of PBDEs released from typical pollution sources indicate that the total concentration of PBDEs in the environmental simulation cabin is significantly positively correlated with the temperature and the logarithm of the closure time,=0.811,<0.05 and=0.883,<0.05, and the effect of blocking time on the total concentration of PBDEs released from the source is slightly higher than the temperature. At the same time, the characteristic factors of pollution sources (intrinsic content of PBDEs and PBDEs volatilization intensity coefficient) have greater influence on source release than environmental factors (temperature and closure time).

PBDEs；sources；release；law；source material

X131,X820.4

A

1000-6923(2019)08-3233-09

金漫彤(1967-),女,浙江杭州人,教授,博士,主要研究方向為污染控制與資源化.發(fā)表論文50余篇.

2019-01-28

浙江省自然科學(xué)基金資助項目(LY16B070012);國家重點研發(fā)計劃項目(2016YFC0207103)

* 責(zé)任作者, 教授,jmtking@zjut.edu.cn