毕业设计（论文）-多环芳烃—芘的光降解动力学研究

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1、青岛科技大学本科毕业设计（论文）前言多环芳烃是指分子中含有两个或两个以上苯环的碳氢化合物，多环芳烃是一类具有很强致癌性，致突变性和致畸性的环境污染物，具有低水溶性、高辛醇-水分配系数、高沉积物-水分配系数和较低的蒸汽压等特点。它可以通过大气沉降、城市污水排放以及雨水冲刷作用进入水体，对整个生态系统的健康造成威胁，水体中多环芳烃呈3种状态：吸附于颗粒物、溶解态、悬浮态，是环境污染中最重要的检测项目之一，其已越来越受到人们的重视。多环芳烃大多是石油，煤等化石燃料以及木材，天然气，有机高分子化合物等含碳氢化合物的物质经不完全燃烧或在还原性气氛中经热分解而生成的，

2、根据其形成的形式不同，一般分为天然源和人为源两种，环境中多环芳烃的天然来源主要是陆地和水生生物的合成、森林和草原火灾、火山爆发等；人为源是环境中多环芳烃的主要来源，包括化学工业污染源、交通运输污染源、生活污染源和其他人为源。因此，人类的外环境如大气，水体和土壤中均不同程度的存在多环芳烃。降解多环芳烃的方法有很多，常规方法有物理方法，化学方法等，物理法和普通的化学方法不仅降解的效果差，效率低，而且降解产物不彻底，光氧化法的降解效率高，产物稳定，具有很好的实际应用价值。在光氧化过程中，水中的多环芳烃是在光诱发所产生的单线态氧、臭氧或羟基游离基的作用下发生氧化降

3、解的。光化学氧化法法即在实验室条件下用水萃取溶解在正己烷中的多环芳烃，通过置换溶剂，在气相色谱仪中出峰，计算萃取效率并得到最高效率时的实验条件；用氙灯模拟自然光对多环芳烃进行光照实验，在室温下分别控制光照强度和时间，观察其对光降解程度的影响，在上述最高萃取效率的实验条件下，用气相色谱仪出峰，可发现随着光强和时间的递进，降解程度越来越大，一定时间后基本上不再降解。本实验旨在观察在实验室中水萃效率最高时的实验条件以及在实验室控制的条件下多环芳烃降解的半衰期。1文献综述35青岛科技大学本科毕业设计（论文）1.1研究意义1.1.1多环芳烃概述PAHs(PAHs)是

4、指含有两个或两个以上的苯环以链状、角状或串状排列组成的稠环化合物，包括萘、蒽、菲、芘等300余种化合物。英文全称为polycyclicaromatichydrocarbon，简称PAHs[1]。有些多环芳烃还含有氮、硫和环戊烷，常见的多环芳烃具有致癌作用的多环芳烃多为四到六环的稠环化合物。国际癌研究中心（IARC）（1976年）列出的94种对实验动物致癌的化合物。其中15种属于多环芳烃，由于苯并[a]芘是第一个被发现的环境化学致癌物，而且致癌性很强，故常以苯并(a)芘作为多环芳的代表，它占全部致癌性多环芳烃1%-20%。。具有蒸气压小及辛醇一水分配系数高的

5、特点，因而进环境后会长期滞留，并且由于其中一些具有强烈的致癌、致突变性及内分泌扰乱作用，己被列为持久性有机污染物(POPs)，成为各国科学家的研究重点之一[2]。1.1.2多环芳烃的来源与危害人类活动特别是化石燃料的燃烧是环境中PAHs的主要来源。石油开采、化产品的生产过程和运输过程中的泄漏使PAHs进入水体、土壤等自然环境;吸附于大气颗粒物上的PAHs也可通过降水及沉降作用进入水体系统，使水体成为环境中PAHs的重要载体之一。有资料表明，在世界范围内每年大约有43000tPAHs释放到大气中，同时有230000t进入水环境[3]。近年来的调查表明，世界上

6、许多河流、海洋都普遍受到PAHs的污染[4]。我国人口众多，目前又处于经济高速增长时期，能源消耗量大，矿物燃料的燃烧，工业及石油废水的排放，使得水体中的PAHs污染问题很突出。近年来，有关地面水中PAHs污染现状研究报道逐渐增多，在我国长江、黄河、珠江、辽河、黄海等各大水体水相和表层沉积物中均有PAHs的检出报告[5-8]。目前通过研究发现PAHs对生物体的遗传学影响主要有三个方面，即“三致”毒性[9-11]：①致癌性化合物的致癌机理:直接致癌和诱导致癌。直接致癌是指化合物进入有机体后直接作用于DNA,RNA35青岛科技大学本科毕业设计（论文）或蛋白质等生

7、物大分子而产生肿瘤。诱导致癌是指化合物进入生物体后，经过一系列代谢转化过程，诱导产生致癌活性物质，再与生物靶分子作用而产生癌变肿瘤。许多实验证明，PAHs并不是直接的致癌物，需要经过细胞微粒体中混合功能氧化酶的作用后才有致癌性[12]。PAHs在体内代谢过程中可转化为多种中间产物，如苯并[a]花可在细胞体内转化为7,8一二氢二醇-9,10-环氧化物[13-15]。这些中间产物多为活性非常高的亲电化合物，可与DNA大分子相互作用，形成各种类型的DNA损伤如加合物形成、链断裂、碱基的非正常化学修饰和缺失，当这种带有错误信息的DNA在细胞中潜伏下来，就会将错误信

8、息带到正常的DNA分子上，导致基因突变，从而引发了整个细胞的癌变。