液晶单体(LCMs)——一类新型PBT物质的提出及其环境污染特征与毒性研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xixicoco606
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着信息技术的发展,电子显示设备充斥着现代生活的方方面面。与此同时,快速增长的电子垃圾给环境造成了极大挑战。已有大量文献证实:电子垃圾会导致环境中持久性、生物蓄积性和毒性(Persistent,bioaccumulative and toxicity,PBT)有机污染物的增加,造成生态风险。然而,液晶单体(Liquid crystal monomers,LCMs)作为液晶显示设备的关键组成成分,它们在环境中的行为、归趋、浓度水平和分布特征还不曾被报道和研究。本论文以LCMs化合物为研究对象,探索了其在环境中的PBT特性和长距离迁移能力(Long-range transport potential,LRTP);解析、鉴定了市售液晶面板(Liquid crystal displays,LCDs)中LCMs的化学结构;分析研究了LCMs在复杂环境介质中的浓度水平和分布特征;揭示了LCDs中LCMs混合物的生物毒性。具体研究内容概括如下:1)通过对液晶材料生产商的调研、相关文献及专利查阅,建立了一份含有1173个LCMs的清单。并且对清单中1173个LCMs的理化性质、总体环境持久性和LRTP特性进行了预测。基于LCMs的理化性质对其进行了P&B和ACBAP特性评估。结果发现,部分LCMs在被释放进入环境中后,具有高环境持久性和高生物蓄积性,和较高的LRTP能力,很可能会导致北极及其他类似的偏远地区污染。2)通过拆解市售智能手机LCDs面板,获取其中的LCMs混合物。结合气质联用仪和高分辨质谱仪的分析技术,解析、鉴定了液晶混合物中33种LCMs。并对南京市7个不同生活和工作场所的53个室内粉尘样品进行了检测分析,研究了33个LCMs在室内粉尘样品中的浓度水平和分布特征。研究发现,共有25个LCMs在50个室内粉尘样品中至少检出一次,粉尘样品中LCMs的总浓度范围在0.01~5010 ng/g。7个场所相比较发现,不同场所中Σ33LCMs浓度排序为:食堂<学生宿舍<教学楼<酒店<居民住宅<电子产品维修中心<实验楼。与粉尘样品中其他有机污染物的浓度相比,LCMs化合物总浓度水平以及中位值均较有机磷酸酯(Organophosphate esters,OPEs),多溴联苯醚(Polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)和新兴溴代阻燃剂(Novel brominated flame retardant,NBFRs)低。3)建立了沉积物中LCMs化合物的前处理方法,并对三个典型区域(LCMs/LCDs工业生产区域、自然水体区域和电子垃圾拆解区域)水体的76个表层沉积物样品进行了分析测试,探究了表层沉积物样品中39个LCMs的浓度水平和分布特征。结果显示,共有75个沉积物样品中有LCMs化合物检出。有23、18和14个目标LCMs化合物分别在工业生产区域、自然水体区域和电子垃圾拆解区域被检出。对比三个区域水体沉积物中LCMs化合物的平均检出浓度,其排序为:太湖<电子垃圾拆解区域<LCMs/LCDs工业生产区域。与同类型区域其他传统有机污染物相比较发现,在太湖和电子垃圾拆解区域,LCMs化合物的平均浓度水平较其他污染物低,而在工业生产区域LCMs比氯丹(Chlordane)、多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)和滴滴涕(Dichloro-diphenyl-trichloroethanes,DDTs)的平均浓度高。4)基于LCMs清单,利用GC-QTOF/MS(Gas chromatography coupled to quadrupole-time-of-flight mass spectrometry)分别对3个典型区域的33个表层沉积物样品中潜在的LCMs化合物进行了可疑筛查。结果显示,27个环境样品中共筛选得到26个可能的分子式(43个可能的LCMs结构)。相比于工业区域,电子垃圾拆解区域和太湖区域的表层沉积物中筛查得到的化合物种类较少,化合物对应峰面积较低。5)针对LCDs中的LCMs混合物,利用PCR技术测试暴露于LCMs混合物的家鸡原代肝细胞(chicken embryonic hepatocytes,CEHs)中43个靶基因的mRNA表达,进而评估LCMs混合物的毒性。结果表明,LCMs混合物会导致CEHs中多个基因(CYP1A4,FGF19,LBFABP,PDK4和THRSP)的异常表达,这5个基因靶点分别参与外源性代谢、胆汁酸/胆固醇调节、脂质稳态、葡萄糖代谢和甲状腺激素途径。这些基因/通路曾被报道在暴露于其他持久性有机污染物时,也会有类似响应。本论文,首次将LCMs作为一类新型PBT污染物被提出,并对其在环境中的污染特征和生物毒性进行了分析研究。LCMs潜在的环境持久性、生物蓄积性、LRTP,环境介质中的广泛检出,以及常用智能手机LCDs面板中LCMs混合物的潜在环境毒性,均揭示了研究LCMs的重要意义。关于LCMs的环境行为、归趋及其生态风险等仍需进一步的研究。
其他文献
钛及钛合金具有低密度、比强度高、耐高温和耐腐蚀等优点,在航空航天领域的应用需求日益增长,使用数量持续上升。TC4钛合金作为典型的α+β双相合金,以其优异的综合性能,广泛应用于航空航天领域。此外,作为近β的TC18钛合金,因其具有高强高韧的特点,也广泛应用于飞机起落架等承力构件。然而,随着航空技术的发展和质量控制、成本控制的需要,越来越多的复杂零部件被用于航空航天领域之中,这无疑给传统钛合金零部件的
学位
具有不连续性微分方程的边值问题出现在数学、物理、电子学及地球物理学等领域中,其研究结果对电子器件材料特征识别、地球密度测定等具有应用前景.本论文研究区间内部具有不连续点微分算子的谱特征及其逆问题,给出了其谱特征刻画,唯一性定理及重构算法.第一章 综述有关Sturm-Liouville算子和Dirac算子的研究现状,总结本论文主要工作及其创新点.第二章 研究区间(0,π)上具有不连续性脉冲Sturm
学位
本文主要研究了某些非线性发展方程的时间周期问题,并研究了 KdV方程组的初边值问题.第一章给出了本文所要研究的非线性发展方程的时间周期问题以及初边值问题的研究背景.在第二章中,我们利用Leray-Schauder不动点定理,建立了BCS-BEC交叉情况下含时间的Ginzburg-Landau(TDGL)方程时间周期解的存在性.第三章研究了不可压缩磁流体动力学方程时间周期解的存在唯一性.我们的方法结
学位
包络是一种相对比较新的降维方法,用于减少相对于多元统计中标准方法的估计和预测变化,有时相当于将样本量增加许多倍.本质上,包络是一种源自充分降维的目标降维形式,它继承了Fisher充分统计概念的基本原理.通过使用降维技术移除数据中不重要的变量,包络模型可以获得估计的有效性并提高预测效率.当包络子空间等于全空间时,包络模型退化为标准模型,但是只要感兴趣的预测变量的维数小于响应变量的维数,部分包络模型仍
学位
“国家治理体系和治理能力现代化”这一重大命题自中共十八届三中全会提出以来,在教育规划、政府改革等各领域都得到贯彻执行。基层公务员公共服务精神培育作为推进国家治理体系和治理能力现代化的核心组成部分,是基层治理体系和治理能力现代化的重要体现。在全面建设社会主义现代化国家的关键时期,研究基层公务员公共服务精神的时代特征、培育逻辑及其精神现状,继而探讨优化基层公务员公共服务精神培育对策,不仅在理论层面上肯
学位
自从仿生“荷叶效应”的超疏水表面被报导以来,研究者从仿生学角度模拟自然界植物、动物表面的润湿性特点尝试了各种各样的方法制备超疏水涂层,并且一直关注着超疏水涂层在自清洁、防覆冰、耐腐蚀和油水分离等领域的应用研究。低温环境中的水滴结冰是一种常见的自然界现象,这种表面覆冰生长堆积的现象给人类社会带来诸多不便。材料的腐蚀是一种不可逆的自然界现象,材料的腐蚀问题已经成为威胁到世界工业发展的重大问题,提高金属
学位
变分不等式是非线性泛函分析的重要组成部分,主要用来解决包含不等式约束条件或者不连续的跳跃边界条件下的多刚体动力摩擦接触力学及混杂工程系统等实际问题抽象出来的数学问题.本文将研究在自反Banach空间中几类变分不等式的最优控制问题,包括H-半变分不等式的最优控制问题,多值拟H-半变分不等式的最优控制问题,发展型拟H-半变分不等式的最优控制问题和混合拟均衡问题的最优控制问题,主要安排如下:(1)研究H
学位
镁合金作为工程应用中最轻质的金属结构材料,在航空航天、汽车、电子产品和生物医学等领域具有广阔的应用前景。但是,相比于钢铁、铝合金和钛合金等其他结构材料,镁合金的强度偏低,而且密排六方的晶体结构导致其室温下可开动滑移系较少,成形性较差,严重制约了镁合金的广泛应用。近些年来,通过提高应变速率、微观织构调控、晶粒细化和合金化等途径可以有效提高镁合金的力学性能(包括强度和塑性),但是有关强韧化微观机制还有
学位
建筑废弃物以传统填埋方式进行处理会浪费土地资源,并造成空气和水质污染。因此,本研究将建筑废弃物中的红砖、玻璃和再生混凝土破碎筛分为不同粒径的再生细骨料与再生粗骨料,继而利用这些再生骨料取代天然骨料制备装配式预制构件,以满足我国建筑工业化的需求。此预制构件由两层组成,分别是光催化砂浆面层和再生混凝土基层。面层是由再生砂复合光催化剂制备的光催化再生砂浆,基层是由短切玄武岩纤维增强的再生混凝土。针对此双
学位
木质纤维素生物质是自然界中含量最多的可再生资源,将其有效转化有助于解决能源短缺和环境污染等问题。木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素组分构成。在当今的生物炼制工艺中,纤维素和半纤维素组分通过系列生物炼制技术转化为了乙醇、油脂等产品,但是由于木质素结构的复杂性,导致其很难被转化,严重制约了木质纤维素生物质资源的利用。为了寻求有效的木质素转化途径,本文基于自然界中微生物降解木质素的理论基础,进行了
学位