分析持久性有机污染物的环境大气被动采样技术

戴争博+何晓云+吕晶

摘 要：现阶段能够将大气中持久性有机污染物检测出来额被动采样器（PAS）的类型是多样化的，应用较为频繁的有SPMD-PAS，PUF-PAS，XAD-2PAS这三种类型，文章在对其进行介绍的基础上，通过查阅相关资料对对在环境污染物检测方面应用的效果进行对比，最后探究了未来几年中PAS技术发展过程中应该重视的问题。

关键词：环境监测；持久性有机污染物；被动采样技术；采集速度

中图分类号：X831 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）09-0012-01

大气为环境体系中的重要介质之一，在促使持久性有机污染物（POPs）在水陆间的循环传送起到了推动作用，被动采样技术在有机污染是监测过程中的应用，能够确切的将某一时间段大气浓度变化的情况反映出来[1]。本文在阐述大气被动采样技术的基本原理以及采集大气环境中POPs浓度参数，结合PAS采样速度（Rs）的计算方法，整理国际上现存对Rs测定与分析成果，展开相关论述。

1 常用PAS装置介绍

1.1 SPMD-PAS

SPMD是由Huckins设置的，该器具最早采集水中POPs。在科学技术不断发展的进程中，其也实现改良的目标，德国环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，宽：2.5cm，总长0.29m，其中密封有甘油三油酸酷部分长0.25 m）。SPMDs能够将水中与大气中的POPs采集在一起，一般是在纯天然木质掩蔽箱中进行的，以防风、阳光、颗粒杂质等外界因素对其造成干扰。相关研究已经证实，附着在SPMDs表皮上的多环芳烃、多氯二苯以及多氯二苯并呋喃等颗粒能够自行的从相中脱落，粘附在LDPE膜上被SPMDs统一采集。

1.2 PUF-PAS

PUF-PAS多数应用的是PUF碟片，表面积365cm2，重量4.40g，体积207cm3，其最大的功效是收集气相中的POPs，同时将部分颗粒相中POPs收集在一起。该采集起中因为安装了2个相向不锈钢扣碗，所以风、雨、雪、大颗粒物及紫外线等外界因素对其采集效果影响不大。作为现阶段应用频率较高的PAS，PUF-PAS造价成本相对较低，操作上不存在较大难度，适用与短期采样工作。

1.3 XAD-2PAS

XAD-2PAS是由带有纤巧的不锈钢网制成的细长微孔圆筒，筒中物质为60ml苯乙烯B二乙烯基苯共聚物XAD-2 树脂粉末。该器具在采集POPs进程中的应用，因为有不锈钢顶盖、底端开口保护套等装置的辅助，避免了干、风、湿沉降对采样结果的影响。大孔筛部件安装于开口底端，确保了空气进入量。相关研究资料显示，XAD-2PAS在采集POPs时采样时间应该保持在3个月，从而使POPs的采集量有所保障。

2 被动采样技术应用效果比较分析

有研究人员应用3种PAS，SPMD-PAS、PUF-PAS与XAD-2PAS对某地空气中国的PCBs与PBDEs开展监测工作，做出了如表1的统计结果。

三种PAS在对各个化合物的采样速度（Rs）上存在明显的差异性，初始阶段PAS对POPs以线性的模式进行吸收，Rs的大小受PAS表面积与空气边界层质量迁移系数的影响，被动采样介质对其影响效果不大[2]。SPMD-PAS与PUF-PAS在对城市与乡村的PCBs与OCPs监测时，两种被动采样在应用效果的取得上无明显的差异，PUF-PAS的Rs与环境风速之间存在线性关系，又与风向相关联。对于OCPs而言，SPMDs与PUF碟片相比较形成的空白值相对较高，此时经SPUF-PAS计算测得出的POPs空气浓度略大于SPMD-PAS计算得到的空气浓度（25%左右），但是在SPMD-PAS与PUF-PAS的协助下计算出的POPs空气浓度与前期应用的主动采样监测技术取得的结果之间无显著的差异性。另外，Paschke等人利用SPMD-PAS与固相萃取纤维对垃圾场空气内的OCPs检测以后，验证了SPMD-PAS与固相萃取纤维均可以作为被动采样工具，用于空气质量监测工作这一结论。

3 未来PAS技术发展进程中需要重视的问题

PAS可以被規划成短期被动采样器，几小时到几天；也可以被设计成长期被动器，几星期延至几年。短期PAS可以用于研究污染物分布、流量与流通形式，长期PAS可用来辨别污染源的类型以及对其发展趋势。现阶段，PAS采样量估空气中中的POPs实际浓度存在2～3倍的偏差，所以未来在对PAS技术进行研究之时，通常会从以下三点着手：一是PAS采样效率；二是外界因素对PAS技术采样结果的干扰程度；三是PAS技术的优化措施，例如PAS采样箱的研制与安装，采样点的选择以及采样次数的设定等。

4 结语

由全文论述的内容，了解到持久性有机污染物的环境大气被动采样技术在应用之时与之相配的器具类型，分别为SPMD-PAS，PUF-PAS， XAD-2PAS。为了确保有机污染物采集与监测的质量，对PAS采样速率与影响其效果的相关因素进行深入分析是极为必要的，同时也要对PAS借助气体分子扩散、吸附、沉淀作用与渗透原理有一个整体性认识，从而在目标点明确的情况下，达到对大气样品高效率采集的目标，为大气环境质量分析工作的顺利开展奠定基础。

参考文献

[1]朱青青，刘国瑞，张宪，董姝君，高丽荣，郑明辉.大气中持久性有机污染物的采样技术进展[J].生态毒理学报，2016，02：50-60.

[2]张淑娟，杨瑞强.苔藓和地衣在指示偏远地区大气持久性有机污染物中的应用[J].环境化学，2014，01：37-45.