《多溴聯苯醚類在大氣環境中降解微觀機理的理論研究》是依託山東大學，由何茂霞擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多溴聯苯醚類在大氣環境中降解微觀機理的理論研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：何茂霞
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
多溴聯苯醚(PBDEs)是一類被廣泛套用在電子、電氣、塑膠及紡織品等領域中的持久性有機污染物。室溫下，低溴代聯苯醚的蒸汽壓較低，極易揮發到大氣中而以氣態形式存在。與其它芳香性碳氫化合物類似，大氣中的PBDEs可通過與OH，O3,以及NO3等自由基或分子發生反應，生成OH-PBDEs等新興污染物而造成新的環境污染。本項目擬採用量子化學和分子反應動力學的理論方法，對低溴代聯苯醚類在大氣中的降解行為進行研究。通過理論計算，可以得到反應活化能、反應焓、反應物和產物生成焓及指前因子等熱力學和動力學信息，從而可以建立詳細的基態反應勢能面，揭示反應的微觀機理等。同時，對基元反應，將會得到反應速率常數與溫度間的關係；對多通道多中間體反應，將會從理論上預測反應的最佳反應通道，可能的產物、總反應速率常數及反應分支比等。為研究高溴代聯苯醚的微生物降解起到一定的借鑑作用，為PBDEs的環境風險評價提供理論依據。
結題摘要
多溴聯苯醚(PBDEs)是環境中廣泛使用的典型溴系阻燃劑，它以添加劑的形式存在於塑膠、電子、家具等產品中。由於缺少化學鍵的束縛，PBDEs極易從產品中逸出，進入到周圍的環境中。隨著對PBDEs的深入研究，不斷從空氣、水、淤泥及生物體中檢測到它們的存在。PBDEs具有遠距離遷移作用，即便在沒有使用過PBDEs的北極和其他偏遠地區，也檢測到了PBDEs的存在。至此，PBDEs已經成為一種全球範圍內的環境污染物。PBDEs化學結構十分穩定，因而能在土壤或沉積物等介質中長期存在。毒理學研究表明，PBDEs具有神經系統、免疫系統、內分泌系統、肝臟及甲狀腺等毒性，屬於環境內分泌干擾物。相比PBDEs母體化合物，其羥基化或甲氧基化環境轉化產物具有更高的毒性和內分泌干擾效應。特別是OH-PBDEs被證實能通過光化學轉化生成鹵代二噁英。2009年EST專文指出PBDEs相關環境污染應引起足夠重視。可見，PBDEs的環境轉化微觀機制及其環境毒理已成為環境化學亟待解決的科學問題。針對PBDEs大氣化學轉化這一環境問題，選擇大氣環境高頻次檢出且濃度較高的低溴代PBDEs (如BDE-7、BDE-47、BDE-28及BDE99) 作為模型化合物，基於量子化學計算和分子反應動力學方法對其分子機制進行研究，揭示了典型PBDEs大氣轉化的微觀機制，得到了反應過程中的熱力學數據，包括反應路線、反應過程中的反應焓變、自由能變及反應能壘的變化等，並對這類反應的機理進行比較，總結了不同溴取代的PBDE與OH自由基反應的反應規律，給出了它們的詳細反應機理，繪製了化學反應的勢能剖面圖，找到了最容易進行的反應通道；在這些熱力學信息的基礎上計算了不同溫度和壓力等外部條件下的反應過程的速率常數、反應分支比及反應物的大氣壽命等。在PBDEs環境轉化的分子歷程和反應動力學特徵方面提供了原始性創新成果。
