本研究以建立一个简便、客观、经济的大气污染物采样平台为目标,系统地研究自然环境下生长的树木的树干各组织对大气污染物的富集机制,综合考虑树干各组织的生理、结构、组成特点和所富集的大气污染物质的物理化学性质(Kow、Koa、Vp等)以及树木生长所在的环境气候等因素对树木表皮实时富集大气污染物程度的影响;选择具有不同物理化学特性的典型污染物为研究对象,研究它们在树木表皮中的富集机制使所建立以树木表皮为大气污染物的采集平台具有广泛的适用性;利用树木表皮中所富集的大气污染物的含量与同时富集的大气中存在的自然来源的化合物(苝,对有机污染物适用)和元素(钪,对无机污染物适用)的含量的比值来评价大气污染水平,以消除由于样品采自不同种类树木、不同年龄的树木、不同环境下生长的树木及采样的方位差异所带来的利用"绝对含量"来评价大气污染水平的不确定性,实现"空间分辨"和"时间分辨"的大气污染监测和污染水平评价。
开展了树木表皮实时富集大气污染物(POPs和HMs)的机制和大气污染"时空分辨"监测方法学的基础与应用的系统研究。大气中以气态和颗粒态存在的污染物分别通过与树木表皮中的脂类物质相互作用和树木表皮上的皮孔的物理"捕集"作用而富集在树木表皮中。对于大气这个复杂的动态体系,利用树木表皮长期暴露于大气中并可实时富集污染物的特点,建立其中污染物的含量与大气中污染物含量的定量关系,避免了现行的通过短时间主动式采集大气方法的诸多不足。使树木表皮这一"绿色"的被动采样介质可以直接反映大气中的污染物含量。通过不同地点的树木表皮样品的采集、分析实现了我国大气污染程度的"空间分辨"监测;更为重要的是树木表皮在树木生长过程中可以包裹在树干中,形成了其时间可以方便地通过围绕在其周围的树木年轮来确定的"时间隧道",通过对"时间隧道"中树木表皮"记录"的污染物含量的分析,实现了我国大气污染的"历史监测",揭示了我国大气污染的历史演变趋势。研究结果不但发表在Environ Sci Technol,J Am Soc Mass Spectrom等高水平学术期刊,而且为建立我国的大气污染监测网络进行了必要的知识和技术储备。