《實驗與理論計算結合研究PBDEs和DOM的作用機制》是依託大連理工大學,由喬顯亮擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：實驗與理論計算結合研究PBDEs和DOM的作用機制
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：喬顯亮
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來，多溴代聯苯醚(PBDEs)作為一類重要的溴代阻燃劑，在大氣、水體、沉積物、土壤、生物、人體中被廣泛檢出，並表現出持久性、生物富集性和多種毒性效應。四溴、五溴、六溴、八溴聯苯醚最近被作為新的持久性有機污染物列入斯德哥爾摩公約。水-土壤和水-底泥分配行為是PBDEs多介質遷移轉化的重要過程之一，其中可溶性有機物質（DOM）是重要的影響因素。本課題將採用平衡透析法和增溶法兩種方法，評價檢出率高、具代表性的PBDEs與不同來源和性質的DOM的結合能力,並結合理論計算模擬，考察PBDEs前線軌道能、分子體積、構型、表面靜電勢等分子結構參數和DOM的來源、結構和性質對二者結合能力的影響，揭示PBDEs和DOM相互作用規律和機制。進一步採用水-DOM-土壤(或底泥)三相平衡吸附法研究DOM存在對PBDEs在水-土/泥吸附分配的影響，為評價PBDEs的生態風險提供科學依據。
結題摘要
多溴代聯苯醚(PBDEs)作為一類廣泛使用的溴代阻燃劑，近年來在各種環境介質和生物體內被檢出，其環境行為與生態毒理效應受到廣泛關注。DOM是環境中廣泛存在一種天然物質，前人研究表明，溶解性有機質(DOM)可以通過多種機制與有機污染物發生相互作用，並顯著影響污染物的環境分配與轉化行為。本課題考察了PBDEs在大連地區土壤和松針中的污染水平，研究發現土壤與松針的污染水平與採樣點的分布存在一定關係，其中電子污染源樣品中PBDEs整體水平較高。 採用平衡透析實驗，考察了不同來源、結構和屬性的DOM對其與PBDEs的結合能力（以結合常數Log KDOC表示）的影響。研究分析發現DOM的芳香環比例與其和PBDEs的結合能力具有顯著的相關性，意味著DOM 與PBDEs間存在Pi-Pi相互作用。PBDEs的溴取代數目、溴取代位點、取代基團都對其與DOM結合能力存在重要的影響。以5溴為節點，PBDEs與DOM的結合能力隨著溴取代數目先增強後減弱。在相同取代數目下，非鄰位取代比鄰位取代的BDE兩個苯環的二面角變化更靈活，空間位阻小，具有更強的結合能力。不同取代基對BDE與DOM的結合能力也表現出不同的影響，F-取代會增強結合能力，MeO-和HO-取代會在不同程度上降低結合能力。通過理論計算PBDE與模型DOM的分子體積、空間構型、表面電荷分布等，發現PBDEs與DOM結合主要與疏水作用和Pi-Pi 作用有關。根據計算參數推測，隨著溴取代數目增加，PBDEs與DOM的結合中疏水作用的貢獻會增強，Pi-Pi 作用貢獻會減弱。 此外，本課題還考察了DOM對代表性PBDEs（BDE-47）光解的影響，研究發現DOM存在會顯著抑制PBDEs的光解。抑制機制除了光禁止之外，還存在靜態淬滅抑制PBDEs光解的機制。DOM 對BDE-47的靜態淬滅能力與DOM與BDE-47的結合能力具有非常好的相關性。
