《新型有機污染物降解機理的量子化學計算與分子模擬》是依託山東大學，由張慶竹擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：新型有機污染物降解機理的量子化學計算與分子模擬
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：張慶竹
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
有機污染物是環境中量大、面廣、危害嚴重、環境行為複雜的一類化學物質。許多有機污染物具有致癌、致畸、致突變效應及環境內分泌干擾效應。降解既是有機污染物的典型環境行為，也是污染控制與修復的基本方法。有機污染物在各種環境介質中降解，轉化成安全無毒或毒性較低的產物，但也可能生成毒性更強、更穩定的二次污染物。本項目擬採用量子化學計算/分子模擬方法並輔以適當的實驗驗證研究新型有機污染物的降解機理。從分子水平上探討其結構信息、反應路徑、轉化過程、中間產物等；查清速控步驟、主要降解產物；將新型有機污染物結構與其巨觀的環境行為進行關聯，建立降解性能預測模型；尋找更為高效的降解劑或降解酶。這些研究對更好地理解新型有機污染物在環境中的反應活性、清除規律，以及進一步理解由其形成二次污染物的潛能無疑具有深遠的科學意義。期望通過本項目的研究，為評估新型有機污染物對環境的影響及污染控制與修復提供研究方法和理論依據。
結題摘要
本項目發展了描述環境效應的電子結構理論模型及描述開放型反應體系的動力學模型，採用量子化學計算或量子化學/分子力學組合方法，輔以適當的實驗驗證，明確了多溴聯苯醚等典型新型有機污染物的化學降解及在生物酶作用下的降解機理，建立了新型有機污染物化學降解與生物酶降解預測模型，構建了有機污染物致癌性預測模型和急性毒性預測模型。本項目共發表論文90篇，SCI論文85篇(目標為40~50篇)，影響因子在5.0以上的SCI論文10篇，影響因子在3.0以上的SCI論文51篇(目標為20篇)。其中在《美國科學院院刊》(PNAS)上發表論文1篇，在環境領域頂級期刊Environ. Sci. Technol.上發表論文3篇，在“Nature Index”期刊Water Res.上發表文章1篇。發表在Enviorn. Sci. Technol.上的論文被美國化學會以圖片形式新聞報導，發表在Catal. Sci. Technol.上的論文被編輯評價為“highest-quality work”，並作為亮點文章當選期刊正封面。研究成果獲得計算機軟體著作權兩項。在本項目的資助培育下，項目負責人張慶竹教授獲得了山東省泰山學者特聘專家人才稱號。張慶竹教授獲得了2016年度山東省高等科學技術獎一等獎一項(排名第一)，2018年度山東省高等科學技術獎三等獎一項(排名第一)。
