【摘 要】
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环境中的酚类有机物的化学性质多样,但大多属于类雌激素效用的物质。其中,双酚A(BPA)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)属于用量最大,用途最广、毒性影响最为严重的两种酚类化合物,当其环境限制浓度限制为0.5 ng/L时,其本身的毒性依然会在生态系统中造成极大的风险。因此,除对这两种酚类物质生产和使用进行有效监管外,准确研究其环境行为,为其水环境风险把控和污染防控措施的建立提供理论依据也是刻不容缓
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环境中的酚类有机物的化学性质多样,但大多属于类雌激素效用的物质。其中,双酚A(BPA)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)属于用量最大,用途最广、毒性影响最为严重的两种酚类化合物,当其环境限制浓度限制为0.5 ng/L时,其本身的毒性依然会在生态系统中造成极大的风险。因此,除对这两种酚类物质生产和使用进行有效监管外,准确研究其环境行为,为其水环境风险把控和污染防控措施的建立提供理论依据也是刻不容缓的。其中光化学降解是酚类物质发生环境行为的关键一环和有力手段,而溶解性有机质往往在降解过程中起到了重要的敏化作用。由于水质净化厂出水溶解性有机质(EfOM)是环境水体中普遍存在的一类物质。EfOM的结构和理化性质较为多变,其作为混合物对有机污染物光化学的介导效应和降解机制往往因污染物种类以及EfOM的性质变化而产生较大的差异。因此,本文以EfOM的主要组分蛋白质为代表物质,首先系统地研究了BPA在蛋白类物质及其基本结构介导下的光化学转化过程和机制,探究了EfOM中的光敏化作用来源,确定其光敏化物质形成通路以及多元素水环境因子对基础发色氨基酸介导BPA的光降解的系统影响。最终得到的主要研究结果如下:黑暗条件下,BPA在溶液中不会发生自主的明显降解。外加模拟光源后BPA在色氨酸溶液中则能发生明显的光降解,降解率达到60%。氧化自由基(ROS)淬灭清除实验表明,EfOM中的蛋白分类起到了光敏化源的作用,而酶中的氨基酸是最基础的光敏性物质来源,并且三重激发态物质为光敏性的最核心结构,氨基酸和酶的三线态的能量主要转化为单线态氧来攻击污染物。光照条件下发现酶类物质依靠光损伤过程的肽链解链和稳定的游离氨基酸作用,来产生各种敏化自由基,从而促进污染物的降解。酶的光敏性成因是依靠蛋白结构中的氨基酸振动导致敏化来产生作用。酸性的BPA易稳定存在并且酸性p H条件可以促进色氨酸对BPA的光降解,其降解速率达到64.5%。NO3-对于色氨酸降解存在双向作用。Cl-对于光降解过程产生了抑制作用,这是因为Cl-的还原性与氧化过程拮抗的作用。蛋白酶和氨基酸的三线态还原能力在厌氧条件基本相同,相互差异不大于10%,其中的能量来源主要为光敏性物质激发得到的三线态物质。并且证明三线态物质不需要将能量迁移至其他自由基前体物质,其自身具有氧化降解能力。通过这些结论我们可以得出一条水体溶解性有机质的通路。即EfOM的光敏性一部分来源与各蛋白质类组分,同时蛋白类组分之所以具有光敏性是由于氨基酸的敏化结构作用,而这20种氨基酸中色氨酸的敏化效果最为卓著。
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