多環(huán)芳烴污染土壤中環(huán)境持久性自由基形成機(jī)制被發(fā)現(xiàn)
6月8日，記者從中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所獲悉，該所環(huán)境科學(xué)與技術(shù)研究室科研人員發(fā)現(xiàn)在多環(huán)芳烴污染土壤中有持久性自由基的產(chǎn)生。
多環(huán)芳烴是煤，石油，木材，煙草，有機(jī)高分子化合物等有機(jī)物不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的揮發(fā)性碳?xì)浠衔?，是重要的環(huán)境和食品污染物。
據(jù)介紹，環(huán)境持久性有機(jī)自由基(新型的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì))是相對(duì)于傳統(tǒng)關(guān)注的短壽命自由基而提出的。與傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)的自由基相比，環(huán)境持久性有機(jī)自由基的半衰期較長(zhǎng)，它可在環(huán)境中存在數(shù)十分鐘到幾十天。環(huán)境持久性有機(jī)自由基被認(rèn)為是一類(lèi)新型的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)，可誘發(fā)生物系統(tǒng)的氧化應(yīng)激反應(yīng)，引起細(xì)胞和機(jī)體損傷，引發(fā)肺部和心血管疾病，是癌癥誘因之一。
然而，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于環(huán)境持久性有機(jī)自由基的產(chǎn)生過(guò)程及其環(huán)境危險(xiǎn)性的研究尚未受到應(yīng)有的重視。特別是多環(huán)芳烴污染土壤中環(huán)境持久性有機(jī)自由基的形成及環(huán)境行為研究則更少，對(duì)其產(chǎn)生的機(jī)制及壽命(環(huán)境穩(wěn)定性或持久性)認(rèn)識(shí)不足。
中科院新疆理化技術(shù)研究所環(huán)境科學(xué)與技術(shù)研究室科研人員致力于土壤中多環(huán)芳烴的非生物轉(zhuǎn)化過(guò)程研究，重點(diǎn)對(duì)多環(huán)芳烴在土壤表層的光催化轉(zhuǎn)化過(guò)程和非光照條件下的化學(xué)催化氧化過(guò)程進(jìn)行深入系統(tǒng)研究。
據(jù)介紹，在多環(huán)芳烴催化轉(zhuǎn)化過(guò)程的研究中，科研人員通過(guò)電子順磁共振系統(tǒng)首次檢測(cè)到有環(huán)境持久性有機(jī)自由基的產(chǎn)生，進(jìn)而開(kāi)展了深入系統(tǒng)的研究。結(jié)果證實(shí)，在蒽等多種多環(huán)芳烴污染的Fe(III)或Cu(II)改性粘土的模擬樣品中可檢測(cè)到自由基的存在，該自由基的g值為2.0035左右，可以認(rèn)為是碳中心有機(jī)自由基。該自由基的EPR濃度隨著反應(yīng)的時(shí)間呈現(xiàn)先增大后緩慢減小的趨勢(shì)，在環(huán)境中的半衰期長(zhǎng)達(dá)三十多天，可認(rèn)為是一類(lèi)典型的持久性自由基。
研究還發(fā)現(xiàn)，環(huán)境條件對(duì)環(huán)境持久性有機(jī)自由基的形成和穩(wěn)定性有較大的影響，在20℃～80℃的溫度范圍內(nèi)，環(huán)境持久性有機(jī)自由基的穩(wěn)定性隨著溫度的升高而下降，而相對(duì)濕度較高的環(huán)境直接制約了環(huán)境持久性有機(jī)自由基的產(chǎn)生。
此外，科研人員推斷在相對(duì)干燥的石油、煤炭等化石燃料污染的土壤中更容易形成環(huán)境持久性有機(jī)自由基，這也得到研究結(jié)果的證實(shí)。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)認(rèn)識(shí)土壤環(huán)境中環(huán)境持久性有機(jī)自由基的形成過(guò)程、環(huán)境穩(wěn)定性、歸趨規(guī)律及其影響機(jī)制具有重要的科學(xué)意義，同時(shí)為評(píng)價(jià)土壤污染特性及原位治理技術(shù)提供新思路。
據(jù)悉，相關(guān)研究成果已發(fā)表在環(huán)境科學(xué)與技術(shù)類(lèi)國(guó)際期刊《Environmental Science & Technology》上。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院“青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)”、中科院“西部之光”等項(xiàng)目資助。
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項(xiàng)目成果
