Field calibration and PAS-SIM model evaluation of the XAD-based passive air sampler for semi-volatile organic compounds

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dc.contributor.author

Li, Yuening

Zhan, Faqiang

Lei, Ying

Shunthirasingham, Chubashini

Hung, Hayley

Wania, Frank

dc.date.accepted

2023-05-24

dc.date.accessioned

2024-06-05T19:49:17Z

dc.date.available

2024-06-05T19:49:17Z

dc.date.issued

2023-06-09

dc.date.submitted

2023-01-30

dc.description.abstract - en

The use of passive air samplers (PAS) for semi-volatile organic compounds (SVOCs) continues to expand. To advance quantitative understanding of uptake kinetics, we calibrated the XAD-PAS, using a styrene–divinylbenzene sorbent, through a year-long side-by-side deployment with an active sampler. Twelve XAD-PASs, deployed in June 2020, were retrieved at 4-week intervals, while gas phase SVOCs were quantified in 48 consecutive week-long active samples taken from June 2020 to May 2021. Consistent with XAD’s high uptake capacity, even relatively volatile SVOCs, such as hexachlorobutadiene, displayed linear uptake throughout the entire deployment. Sampling rates (SRs) range between 0.1 and 0.6 m³ day^–1 for 26 SVOCs, including brominated flame retardants, organophosphate esters, and halogenated methoxylated benzenes. SRs are compared with experimental SRs reported previously. The ability of the existing mechanistic uptake model PAS-SIM to reproduce the observed uptake and SRs was evaluated. Agreement between simulated and measured uptake curves was reasonable but varied with compound volatility and the assumed stagnant air layer boundary thickness. Even though PAS-SIM succeeds in predicting the SR range for the studied SVOCs, it fails to capture the volatility dependence of the SR by underestimating the length of the linear uptake period and by failing to consider the kinetics of sorption.

dc.description.abstract - fr

L’utilisation d’échantillonneurs d’air passifs (PAS) pour les composés organiques semi-volatils (COSV) continue de se développer. Afin de mieux comprendre la cinétique d’absorption, nous avons calibré le styrène/divinylbenzène (XAD)-PAS, en utilisant un sorbant styrène/divinylbenzène, par le biais d’un déploiement côte à côte d’une année avec un échantillonneur actif. Douze XAD-PAS déployés en juin 2020 ont été récupérés à quatre semaines d’intervalle, alors que les COSV en phase gazeuse ont été quantifiés dans 48 échantillons actifs consécutifs d’une semaine, prélevés de juin 2020 à mai 2021. Conformément à la capacité d’absorption élevée du XAD, même les COSV relativement volatils tels que l’hexachlorobutadiène ont fait l’objet d’une absorption linéaire pendant toute la durée du déploiement. Les taux d’échantillonnage varient entre 0,1 et 0,6 m³ /jour pour 26 COSV, dont les retardateurs de flamme bromés, les esters organophosphorés et les benzènes méthoxylés halogénés. Les taux d’échantillonnage sont comparés aux taux d’échantillonnage expérimentaux rapportés précédemment. La capacité du modèle mécaniste d’absorption existant PAS-SIM à reproduire l’absorption et les taux d’échantillonnage observés a été évaluée. L’accord entre les courbes d’absorption simulées et mesurées était raisonnable, mais variait en fonction de la volatilité du composé et de l’épaisseur limite supposée de la couche d’air stagnante. Bien que le PAS-SIM parvienne à prédire la gamme de taux d’échantillonnage pour les COSV étudiés, il ne parvient pas à saisir la dépendance de la volatilité du taux d’échantillonnage en sous-estimant la longueur de la période d’absorption linéaire et en ne tenant pas compte de la cinétique de sorption.

dc.description.fosrcfull - en

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Ce document est la version non éditée d'un travail soumis par l'auteur qui a été accepté pour publication dans Environmental Science & Technology, droit d'auteur © 2023 American Chemical Society après évaluation par les pairs. Pour accéder au travail final édité et publié, voir <a href="https://doi.org/10.1021/acs.est.3c00809">https://doi.org/10.1021/acs.est.3c00809</a>.

dc.identifier.issn

0013-936X

1520-5851

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2541

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en

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American Chemical Society

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https://doi.org/10.1021/acs.est.3c00809

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Nature and environment

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Field calibration and PAS-SIM model evaluation of the XAD-based passive air sampler for semi-volatile organic compounds

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Environmental Science & Technology

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