論文：多環(huán)芳烴—芘的光降解動(dòng)力學(xué)研究

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1、青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）35青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前言多環(huán)芳烴是指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上苯環(huán)的碳?xì)浠衔?，多環(huán)芳烴是一類具有很強(qiáng)致癌性，致突變性和致畸性的環(huán)境污染物，具有低水溶性、高辛醇-水分配系數(shù)、高沉積物-水分配系數(shù)和較低的蒸汽壓等特點(diǎn)。它可以通過(guò)大氣沉降、城市污水排放以及雨水沖刷作用進(jìn)入水體，對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的健康造成威脅，水體中多環(huán)芳烴呈3種狀態(tài)：吸附于顆粒物、溶解態(tài)、懸浮態(tài)，是環(huán)境污染中最重要的檢測(cè)項(xiàng)目之一，其已越來(lái)越受到人們的重視。多環(huán)芳烴大多是石油，煤等化石燃料以及木材，天然氣，有機(jī)高分子化合物等含碳?xì)浠衔锏奈镔|(zhì)經(jīng)不完

2、全燃燒或在還原性氣氛中經(jīng)熱分解而生成的，根據(jù)其形成的形式不同，一般分為天然源和人為源兩種，環(huán)境中多環(huán)芳烴的天然來(lái)源主要是陸地和水生生物的合成、森林和草原火災(zāi)、火山爆發(fā)等；人為源是環(huán)境中多環(huán)芳烴的主要來(lái)源，包括化學(xué)工業(yè)污染源、交通運(yùn)輸污染源、生活污染源和其他人為源。因此，人類的外環(huán)境如大氣，水體和土壤中均不同程度的存在多環(huán)芳烴。降解多環(huán)芳烴的方法有很多，常規(guī)方法有物理方法，化學(xué)方法等，物理法和普通的化學(xué)方法不僅降解的效果差，效率低，而且降解產(chǎn)物不徹底，光氧化法的降解效率高，產(chǎn)物穩(wěn)定，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在光氧化過(guò)程中，水中的多環(huán)芳烴是在光誘發(fā)所產(chǎn)生的

3、單線態(tài)氧、臭氧或羥基游離基的作用下發(fā)生氧化降解的。光化學(xué)氧化法法即在實(shí)驗(yàn)室條件下用水萃取溶解在正己烷中的多環(huán)芳烴，通過(guò)置換溶劑，在氣相色譜儀中出峰，計(jì)算萃取效率并得到最高效率時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件；用氙燈模擬自然光對(duì)多環(huán)芳烴進(jìn)行光照實(shí)驗(yàn)，在室溫下分別控制光照強(qiáng)度和時(shí)間，觀察其對(duì)光降解程度的影響，在上述最高萃取效率的實(shí)驗(yàn)條件下，用氣相色譜儀出峰，可發(fā)現(xiàn)隨著光強(qiáng)和時(shí)間的遞進(jìn)，降解程度越來(lái)越大，一定時(shí)間后基本上不再降解。本實(shí)驗(yàn)旨在觀察在實(shí)驗(yàn)室中水萃效率最高時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件以及在實(shí)驗(yàn)室控制的條件下多環(huán)芳烴降解的半衰期。35青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1文獻(xiàn)綜述1.1研究

4、意義1.1.1多環(huán)芳烴概述PAHs(PAHs)是指含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的苯環(huán)以鏈狀、角狀或串狀排列組成的稠環(huán)化合物，包括萘、蒽、菲、芘等300余種化合物。英文全稱為polycyclicaromatichydrocarbon，簡(jiǎn)稱PAHs[1]。有些多環(huán)芳烴還含有氮、硫和環(huán)戊烷，常見(jiàn)的多環(huán)芳烴具有致癌作用的多環(huán)芳烴多為四到六環(huán)的稠環(huán)化合物。國(guó)際癌研究中心（IARC）（1976年）列出的94種對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物致癌的化合物。其中15種屬于多環(huán)芳烴，由于苯并[a]芘是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的環(huán)境化學(xué)致癌物，而且致癌性很強(qiáng)，故常以苯并(a)芘作為多環(huán)芳的代表，它占全部致癌性多環(huán)芳

5、烴1%-20%。。具有蒸氣壓小及辛醇一水分配系數(shù)高的特點(diǎn)，因而進(jìn)環(huán)境后會(huì)長(zhǎng)期滯留，并且由于其中一些具有強(qiáng)烈的致癌、致突變性及內(nèi)分泌擾亂作用，己被列為持久性有機(jī)污染物(POPs)，成為各國(guó)科學(xué)家的研究重點(diǎn)之一[2]。1.1.2多環(huán)芳烴的來(lái)源與危害人類活動(dòng)特別是化石燃料的燃燒是環(huán)境中PAHs的主要來(lái)源。石油開(kāi)采、化產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和運(yùn)輸過(guò)程中的泄漏使PAHs進(jìn)入水體、土壤等自然環(huán)境;吸附于大氣顆粒物上的PAHs也可通過(guò)降水及沉降作用進(jìn)入水體系統(tǒng)，使水體成為環(huán)境中PAHs的重要載體之一。有資料表明，在世界范圍內(nèi)每年大約有43000tPAHs釋放到大氣中，同時(shí)有

6、230000t進(jìn)入水環(huán)境[3]。近年來(lái)的調(diào)查表明，世界上許多河流、海洋都普遍受到PAHs的污染[4]。我國(guó)人口眾多，目前又處于經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)時(shí)期，能源消耗量大，礦物燃料的燃燒，工業(yè)及石油廢水的排放，使得水體中的PAHs污染問(wèn)題很突出。近年來(lái)，有關(guān)地面水中PAHs污染現(xiàn)狀研究報(bào)道逐漸增多，在我國(guó)長(zhǎng)江、黃河、珠江、遼河、黃海等各大水體水相和表層沉積物中均有PAHs的檢出報(bào)告[5-8]。目前通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)PAHs對(duì)生物體的遺傳學(xué)影響主要有三個(gè)方面，即“三致”毒性[9-11]：35青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）①致癌性化合物的致癌機(jī)理:直接致癌和誘導(dǎo)致癌。直接致

7、癌是指化合物進(jìn)入有機(jī)體后直接作用于DNA,RNA或蛋白質(zhì)等生物大分子而產(chǎn)生腫瘤。誘導(dǎo)致癌是指化合物進(jìn)入生物體后，經(jīng)過(guò)一系列代謝轉(zhuǎn)化過(guò)程，誘導(dǎo)產(chǎn)生致癌活性物質(zhì)，再與生物靶分子作用而產(chǎn)生癌變腫瘤。許多實(shí)驗(yàn)證明，PAHs并不是直接的致癌物，需要經(jīng)過(guò)細(xì)胞微粒體中混合功能氧化酶的作用后才有致癌性[12]。PAHs在體內(nèi)代謝過(guò)程中可轉(zhuǎn)化為多種中間產(chǎn)物，如苯并[a]花可在細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化為7,8一二氫二醇-9,10-環(huán)氧化物[13-15]。這些中間產(chǎn)物多為活性非常高的親電化合物，可與DNA大分子相互作用，形成各種類型的DNA損傷如加合物形成、鏈斷裂、堿基的非正常化學(xué)修飾

8、和缺失，當(dāng)這種帶有錯(cuò)誤信息的DNA在細(xì)胞中潛伏下來(lái)，就會(huì)將錯(cuò)誤信息帶到正常的DNA分子上，導(dǎo)致