摘要
持久性有机污染物(POPs)指多类具有持久性、生物积累性、较高毒性和远距离迁移性的有机污染物,包括但不限于多环芳烃(PAHs)、有机氯农药(OCPs)、多溴联苯醚(PBDEs)和六溴环十二烷(HBCDs)等。由于POPs长期经由有序和无序排放进入环境中,致使其在各种环境介质(水、气、土壤和沉积物等)中普遍且长久的存在,进而通过食物链和食物网在生物体内积累,最终通过饮食摄入、呼吸作用和皮肤接触等途径进入人体。研究已表明POPs对人体存在致癌和非致癌毒性。因此,POPs长期受到诸多关注。 大气作为许多污染物排放的第一途径,不仅与水和土壤存在频繁物质交换,且可以通过呼吸作用直接进入人体。珠三角地区经济发达、人口密集,环境问题一直备受重视。但是,由于大气主动采样需要大流量采样器和电力供应,难以同时大范围采集样品。在过去几十年中,多数研究集中在个别城市(如广州和深圳)和单一种类POPs的监测分析上,鲜有针对大气且覆盖该地区所有城市、多种POPs的系统研究。此外,2008年以后,广东省颁布了诸如珠三角改革发展规划和“双转移”等有利于环境质量提高的政策,空气质量的改善和评估,也离不开区域大气POPs的观测。 本研究采用大气被动采样联合主动采样的方法,对珠三角城市群进行两个季节的布点观测,采用统一的前处理方法,分离富集包括PAHs、OCPs、PBDEs和HBCDs在内的四种POPs,得到以下主要结论: (1)珠三角城市群大气∑15PAHs的春季平均浓度为20.2±9.45ng/m3(5.39~37.2ng/m3),夏季平均浓度为19.5±10.6ng/m3(5.03~51.0ng/m3),两季浓度无显著差异。PAHs是四种POPs中浓度水平最高的污染物,但与往年相比,浓度水平有所下降。珠三角大气PAHs的浓度水平与所在城市常住人口及GDP值无显著相关关系,但受交通因素影响较大。PAHs以3环和4环为主要组成成分,燃烧排放(煤和生物质)和机动车排放占比超过60%,炼焦炉排放占比约20%。从气-固相分配来看,2环和3环PAHs主要分布在气相,5环、6环分布在颗粒相,而4环在两相间分配受温度影响最显著。 (2)珠三角城市群大气∑13OCPs的春季平均浓度691±869pg/m3(103~3574pg/m3),夏季平均浓度1011±1322pg/m3(204~7110pg/m3),表现出显著的夏季高春季低的特点。总体来看,珠三角城市群的OCPs分布无明显地域差异,浓度处于全国较高水平,但低于历史水平。硫丹和氯丹为最主要组成,两者占比超过85%,而HCHs和DDTs浓度远低于历史观测数据。HCHs主要来自技术品和林丹的混合源,DDTs为历史残留浓度,硫丹为新输入源,而氯丹多为历史残留但少数采样点有新源输入。此外,OCPs以气相分布为主,受季节影响较小。 (3)珠三角城市群大气∑14PBDEs春季平均浓度为104±120pg/m3(26.2~634pg/m3)其中,BDE-209为73.6pg/m3(15.2~570pg/m3);夏季平均浓度105±176pg/m3(4.8~884pg/m3),BDE-209为91.6pg/m3(3.2~841pg/m3),主要来源为十溴商业品及其降解产物。珠三角大气PBDEs浓度水平在国内处于中等水平,与往年相比呈现下降趋势,且与所在城市人口和GDP之间呈现一定正相关关系。PBDEs在颗粒相上的分布约为90%,但夏季气相占比增加,其中四溴和五溴PBDEs气相占比高于平均水平,七溴~十溴主要分布在颗粒相上。 (4)珠三角城市群大气HBCDs春季平均浓度为4.30±4.10pg/m3(0.293~19.3pg/m3);夏季平均浓度为6.29±7.64pg/m3(0.0463~28.9pg/m3),无显著性季节差异。珠三角大气HBCDs在国内处于较低水平,与往年相比未见下降趋势。中心城市(广州、佛山和深圳)的浓度水平显著高于其余城市,各市的大气HBCDs浓度与当地人口及GDP之间呈现一定的线性正相关。α-HBCD为三种异构体中最主要成分。此外,95%以上的HBCDs分布在颗粒相。 (5)借鉴美国国家环保局风险评估框架,PAHs、OCPs和PBDEs三种POPs协同对珠三角地区人群存在潜在的致癌暴露风险,且夏季风险要低于春季。PAHs是三种POPs中对人群健康风险危害最大的一类,其主要决定因素在于中、高环PAHs(如BkF、InP、DBA和BaP)的浓度水平。