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《第十届全国气溶胶会议暨第六届海峡两岸气溶胶技术研讨会摘要集》2009年
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北太平洋及北极海洋大气中持久性毒害有机物的空间分布、来源解析与长距离传输

丁翔  王新明  谢周清  麦碧娴  孙立广  
【摘要】:持久性毒害有机物(persistent toxic organic substances,PTS)是一类主要由人类活动产生的有毒化学物质。这类化合物可以在环境里长期的存留,通过大气在全球范围进行长距离迁移。它们具有极强的亲脂性,可以通过食物链(网)进入到有机体的脂肪组织里蓄积,并随营养级逐级放大。最终会对生物体和人类产生毒性效应和健康危害。当前,PTS的长距离大气传输是热点问题之一。研究表明,从中低纬度源区排放进入环境的PTS,可以通过大气传输,对南北两极的环境造成影响。东亚地区是当前世界上经济发展最快的区域,同时也是全球PTS排放的重要源区。然而,在其相连的太平洋上却鲜有关于PTS长距离大气传输的工作展开。本研究以2003年"雪龙号"北极科学考察为平台,利用船载大流量采样器,对从渤海海域-北太平洋-北冰洋的沿途洋大气进行采集,对海洋大气中的PTS展开研究,结果表明:(1)多溴二苯醚(PBDEs)类溴代阻燃剂的浓度在北太平洋上随纬度升高显著降低,而在北极地区则无明显纬度趋势。前者是由于在传输过程中大气稀释,沉降作用以及大气降解共同作用所致,后者则是由于北极地区不稳定的大气循环以及充分的大气混和所致;北极地区观测到的较高浓度的PBDEs主要受北美源区输入以及温度效应共同作用所致;(2)多环芳烃(PAHs)最高浓度出现在远东亚地区的海面,北太平洋和北极地区PAHs浓度依次递减;气相PAHs大气浓度随纬度升高显著降低,主要是由于在传输过程中大气稀释,光降解以及温度效应的共同作用所致。颗粒相PAHs则无明显纬度趋势,可能是以上三种作用相互抵消的结果;运用稳定异构体对(Flu/Py和InP/BghiP)和非稳定异构体对(1,7/2,6-DMP和An/Phe)对PAHs来源以及气团"老化"过程进行识别。结果显示在北极地区,PAHs的来源与煤燃烧有关,在北太平洋,其来源以生物质燃烧为主,卫星图片显示与俄罗斯境内的森林大火直接有关;(3)六六六(HCHs)类有机氯农药的浓度从东亚、北太平洋到北极地区,依次降低。HCHs的浓度水平较十年前相同海域降低了一个数量级;长距离大气传输过程中α-HCH和γ-HCH因各自的物理化学性质不同,会引起异构体间非等比例的降解。因此,仅仅通过化合物比值(α/γ-HCH)来确定传统六六六来源的方法,不适用于海洋大气环境;对α-HCH手性组成的研究表明,左消旋异构体富存于大气中,其富集程度较十年前显著提高;通过逸度模型分析,确定海洋的二次释放是北冰洋大气中HCHs的重要来源;(4)滴滴涕(DDTs)类有机氯农药及其降解产物在辽东半岛和俄罗斯东部沿海地区有较高浓度;远东亚地区DDTs的组成与高纬度地区有显著差异,前者以p,p’-DDT和o,p’-DDT为主要化合物,而后者以o,p’-DDT和o,p’-DDE为主;工业DDT(Technical DDT)输入是海洋大气中DDTs的主要来源(94%),在远东地区为新近输入,而在高纬度地区为历史残留;敌可夫(Dicofol)的贡献较小,北太平洋和北极地区观测到新近的输入的o,p’-DDT主要来自Dicofol的使用。

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