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卤代阻燃剂(HFRs)和多环芳烃(PAHs)是两类在环境中广泛存在并具有持久性、长距离迁移性和潜在毒性的持久性有机污染物(POPs),一直受到环境科学研究领域的关注。大气是POPs的重要传输媒介,也是人体暴露POPs的主要途径之一。了解大气中POPs来源特征和迁移转化等环境行为以及评估人体暴露风险是大气POPs污染研究的重要内容。珠江三角洲是我国经济最发达、发展最快的地区之一,同时也面临着POPs的污染的环境压力,由此带来的健康危害不可忽视。 目前,大气中的POPs的来源分析主要依据污染物的组成特征,很少通过颗粒物的其他组分和HFRs的关系来探讨其来源及环境行为;另一方面,HFRs是一类广泛用于家用产品(电器和家具)的化学品,居民家庭室内外空气中HFRs的污染特征研究也较少。因此,本研究围绕珠三角地区空气中的HFRs和PAHs两类POPs开展:(1)对珠三角的3个不同区域(广州城市、清远电子垃圾以及鼎湖山森林背景区)大气PM2.5中HFRs以及其他化学组分进行分析,了解三个地区大气中PM2.5组分以及HFRs的浓度水平、组成特征和季节变化,通过分析HFRs同OC、EC以及水溶性无机离子(WSIs)的相关关系,探讨HFRs的来源和环境行为;(2)分析电子垃圾区与背景地区两地PM2.5样品中PAHs的浓度和组成差异、来源,PAHs与气象因素和其他组分间的相关关系,结合模型分析对其来源和环境行为进行研究,并评估了致癌风险;(3)采用PUF被动采样技术,研究了广州市某小区居民室内外空气中HFRs的浓度水平、分布组成、来源以及迁移交换行为,并评价居民对这类污染物的暴露和风险。 对广州城区、清远电子垃圾区和鼎湖山背景地区大气PM2.5中HFRs和WSIs的研究结果显示,电子垃圾区大气中OC、EC和WSIs浓度最高(中值浓度分别为12.9、6.30和32.3μg/m3),另外两个地区浓度相当;二次化合物(SO42-、NH4+和NO3-)为这三个地区的优势离子,分别占各自离子组分的84.2%、75.5%和83.6%。电子垃圾区大气中WSIs的组成和季节变化与城市地区和背景地区不同,这表明,电子垃圾拆解对大气中PM2.5的组分有显著地影响。大气中HFRs的结果显示,PBDEs在电子垃圾区大气HFRs中占主要地位,其浓度(中值为883pg/m3)显著高于城市地区(375pg/m3)和背景地区(52pg/m3)。然而,新型溴代阻燃剂(DBDPE)在城市地区大气中是主要的HFRs,其浓度(356pg/m3)显著高于电子垃圾区和背景地区(分别为62.3和5.09pg/m3)。电子垃圾区主要以曾在国外被大量使用的HFRs为主,而城市地区则主要受到当前正在使用的HFRs释放的影响,背景地区大气中HFRs组成与电子垃圾区的组成相似,这与该地区盛行东北季风有关,有利于HFRs从电子垃圾区到背景地区的大气迁移。这些结果表明,电子垃圾拆解活动是造成该区域大气中HFRs的重要来源。对PM2.5中HFRs和WSI之间的相关性分析揭示了HFRs的来源。在城市地区,大部分HFRs与Cl-之间有显著相关性,暗示了工业源释放可能是城市地区大气中HFRs的来源;一些较低分子量的或禁用的HFRs与OC存在较好的相关性,受污染物的气粒分配影响。在电子垃圾区,HFRs与OC、EC和K+有显著相关性,则表明它们均来源于电子垃圾焚烧;在背景地区,HFRs与EC和Cl-均存在显著相关性,也暗示了该地区大气受到电子垃圾区和城市地区的共同影响。 对电子垃圾区和背景地区大气PM2.5中PAHs的研究结果显示,电子垃圾区大气中PAHs浓度更高(中值分别为13.8和2.37ng/m3),两个地区大气中PAHs的组成特征较为相似,4环和5环PAHs是主要的PAHs组成,分别占76.4%和76.5%,其中含量最高的单体为BbF和BeP。PAHs的季节变化,均表现为秋冬高、春夏低。PMF模型分析结果表明,电子垃圾焚烧与机动车排放是电子垃圾地区PAHs的主要来源,背景地区大气中的PAHs受到一定的电子垃圾区大气传输的影响。相关性分析显示,在电子垃圾区,PAHs与OC、EC和K+有显著相关性,表明电子垃圾焚烧是当地大气中PAHs的重要来源。PAHs的致癌风险评估表明,电子垃圾区附近居民暴露的风险明显更高,根据估算,每百万人口中平均会有404人因PAHs类化合物呼吸暴露患癌;而背景地区,平均仅有55.2人。 对广州某小区室内外空气中HFRs的污染现状进行的研究显示,室内空气中估算的PBDEs的浓度范围为1.43~57pg/m3,室外浓度范围为1.21~1522pg/m3。整体上,禁用的、来自于penta-和octaBDEs工业品的PBDEs,其室内浓度高于室外浓度或与室外浓度相当,这与欧美发达国家和地区较为相似;而室内decaBDE和DBDPE的浓度(中值分别为69.6和74.9pg/m3)低于室外浓度(454和127pg/m3)。HFRs的季节变化表明,室内旧产品的释放是空气中penta-和octaBDEs的重要来源,并且它们的释放过程有温度依赖性;而大多数的decaBDE和DBDPE显示出较弱的温度依赖性,其很大程度上来自于工业活动的释放。室内外空气中低溴代PBDEs的组成较为相似,以BDE28和47占主导地位;而高溴代PBDEs的组成存在明显的室内外差异,很可能是由HFRs室内外排放源差异、光化学降解或同系物特异性运输所致。室内与室外空气中HFRs的显著相关性表明,HFRs在两个微环境之间发生了交换,penta-和decaBDEs表现最显著,pentaBDEs具有强烈的室内来源,decaBDEs则具有强烈的室外来源。这对我国城市地区空气中HFRs的来源提供了重要认识。室内吸入暴露风险的评估结果表明,我国居民通过吸入暴露在PBDEs环境下的健康风险要低于北美、欧洲等地区。但是,与很多发达国家相比,我国室内外空气中当前正在使用的阻燃剂浓度较高,这是值得尤为关注的。