《三氟乙酸的來源解析及其在多介質環境中的行為研究》是依託北京大學，由張劍波擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：三氟乙酸的來源解析及其在多介質環境中的行為研究
- 項目負責人：張劍波
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
三氟乙酸（TFA）是目前全球範圍內廣泛關注的全氟酸（PFAs）家族中碳鏈最短的有機化合物，具有毒性及不可降解性，其一旦進入水體，將在水體環境中穩定存在並持續積累，對水生生態系統產生影響。本研究將從TFA的源排放入手，分析量化TFA的直接和間接來源；計算含氟有機化合物轉化為TFA的生成潛勢；探索使用UPC2-MS-MS進行TFA直接檢測的分析方法；利用LevelⅢ逸度模型對TFA的跨介質遷移、轉化行為進行模擬，並利用北京、廣州等地TFA在多種環境介質中的觀測數據對模型進行檢驗、修正；並對利用模型識別出的高風險污染區域進行TFA的生態風險評估，為我國制定控制HFCs等溫室氣體的戰略提供科學依據。
結題摘要
三氟乙酸（Trifluoroacetic acid，TFA）是含氟化學品的主要降解產物之一，因其在環境中具有水生生態毒性和在水體中的快速積累引起廣泛關注。監控和預測TFA的濃度變化，探討和識別其未知來源，對於制定相關政策，控制其環境影響具有重要意義。本研究最佳化了基於超高效液相色譜-質譜聯用（UPLC-MS/MS）技術的TFA及全氟烷基羧酸的檢測方法，可定量檢測包括TFA在內的17種C2-C18全氟烷基羧酸，並得到其指紋圖譜。連續3年監測了北京地區大氣中氣相和PM2.5顆粒相TFA濃度，年均濃度趨於穩定，季節變化特徵明顯；溫度和PM2.5質量濃度影響TFA在氣固相的分配。研究測定了TFA在氣-固界面的吸附曲線，吸附特徵為先表面吸附後孔內分配擴散，熱力學特徵為自發的放熱過程。北京地區景觀水體的TFA濃度10年間增幅高達17倍，利用QWASI模型研究其在各介質中的分布， TFA的主要匯為水介質。對TFA的未知來源進行了探討。利用自行搭建的實驗室模擬裝置，結合熱重分析手段，對氟聚物熱解這一可能來源進行了分析。結果顯示，聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯-三氯氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物等3種聚合物在400~700℃的熱解產物均包含TFA，分子產率為0.3%~1.2%，由此估算出因氟聚物塗層製品高溫熱分解產生的TFA為0.0672~0.6720噸/年。含氟有機化合物經微生物可分解產生TFA，在混合細菌培養條件下，微生物可以通過代謝過程對6:2-氟調聚醇（6:2-FTOH）、4:2-氟調聚醇（4:2FTOH）及2-三氟甲基丙烯酸進行降解而產生TFA。隨培養時間增加，6:2FTCA、5:3FTCA、5:2sFTOH、PFHxA等低碳數中間產物逐漸增多，在代謝產物可檢出TFA，且TFA相對含量隨培養時間延長逐漸增加，第32天培養結束時TFA分子產率為2.25%~7.80%。根據中間產物和終產物的出現順序及相對含量變化，推測出由6:2FTOH、4:2FTOH到TFA的生物轉化途徑。微生物降解含氟化合物是環境中TFA的重要來源。項目實施期間，課題組發表論文6篇（均為SCI收錄）；受邀做國際會議報告1次，並獲優秀論文獎。培養博士生4名，碩士業生2名。
