《典型有機氯農藥在雪冰-空氣界面的環境行為》是依託吉林大學，由康春莉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：典型有機氯農藥在雪冰-空氣界面的環境行為
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：康春莉
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
持久性有機污染物（POPs）在雪冰-空氣界面上的環境行為影響著POPs的全球歸趨模式和生態環境風險。目前，在南極、北極等高緯、高寒地區的冰雪中都已經檢測到了POPs，但關於POPs在冰雪中環境行為的研究國內目前尚未開展，國外的相關報導也較少。吸附和光化學轉化是污染物在雪冰-空氣界面上最主要的遷移轉化途徑。本課題選擇有機氯農藥六氯苯和六六六作為POPs的代表，以天然雪冰樣品和人工雪冰樣品為吸附介質，研究二者在雪冰-空氣界面上吸附的熱力學和動力學模式，考察吸附特徵及影響因素，探討吸附機理；利用室內或室外模擬實驗、分別以紫外光、模擬太陽光和太陽光作為光源，研究二者在雪冰-空氣界面上以及雪冰內部的直接光解、光氧化以及光催化作用的動力學過程、光轉化產物、光轉化機理，並將通過研究反應過程中羥基自由基和活性氧的變化探討雪冰中光化學反應的微觀機制。關於有機氯農藥冰雪環境行為的研究國內外均未見文獻報導。
結題摘要
關於有機污染物在雪冰-空氣界面環境行為的研究是一個較新的研究領域。本課題選擇典型有機氯農藥六氯苯（HCB）和六六六(HCHs)以及典型鹵代烴對二氯苯（PDCB）為目標污染物，研究其在雪冰-空氣界面上的吸附和光化學作用。研究成果有助於進一步揭示環境污染物在冰雪中的遷移轉化機制，為準確預測環境污染物的全球歸趨模式和生態風險提供理論依據。課題取得成果如下。 （1）掌握了目標污染物在冰雪表面光化學動力學規律及影響因素。 α-、β-、γ- HCH在冰雪中均可以發生直接光解，在H2O2、NO3-、玫瑰紅、腐殖酸等物質存在時均可以發生間接光解。HCB在冰、有機相中均能發生直接光解。上述直接光解和間接光解過程均符合一級動力學方程。光源種類、pH值和共存離子等對目標污染物光轉化均有重要影響。 （2）揭示了目標污染物在冰雪表面光化學行為的微觀機制。 ①分析了目標污染物光化學反應產物及反應機理。 β-HCH和γ-HCH均可以異構化為α-HCH；HCHs光解均有五氯環己烯生成。HCB光解產物是五氯苯、四氯苯等。光解機理均為還原脫氯，光解產物的生物毒性均有所減小。 ②證實了活性中間態物質•OH和1O2的作用。 測定了光化學反應過程中•OH和1O2的濃度，考察了其濃度變化，由此揭示了光化學作用的微觀機制。H2O2和NO3-等通過光解生成•OH而促進了光轉化；玫瑰紅則可通過形成激發態、1O2或者作為電子供體參與光化學反應。 ③分析了冷凍濃縮效應、準液層作用、表面作用對冰雪光化學作用的影響。 通過設計實驗，證明了上述三種作用使得冰雪與水相、冰與雪中的光化學過程表現出不同特徵。雖然雪的透過率較低，但污染物在雪中光轉化率卻大於冰相。一些在水相不能發生的反應可以在結冰過程中以及在結冰之後發生，因而冰雪中的化學過程有可能會產生新的生態風險。 （3）掌握了目標污染物在冰雪表面的吸附動力學及熱力學規律。 以對二氯苯（PDCB）為目標污染物，研究了PDCB在雪表面的吸附動力學規律，以及在冰和雪表面的吸附熱力學規律。結果表明，PDCB在雪表面的吸附動力學過程符合偽二階動力學方程，在冰與雪表面的吸附熱力學過程符合線性吸附模式。其在雪表面的吸附能力大於冰。與土壤對鹵代烴的吸附能力相比，雪與凍的吸附能力均較大。這預示著自然界的積雪是大氣中氣態污染物的重要儲庫，對大氣污染物的全球歸趨模式具有重要影響。
