多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)還原降解及其定量結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系(QSPR)研究.pdf

1、多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)有209種同族體，是一類新型的持久性有機(jī)污染物(POPs)，作為一種添加型阻燃劑被廣泛應(yīng)用于電器制造、泡沫、紡織、家居用品、交通、室內(nèi)裝潢中。隨著電子電器等的大量廢棄，環(huán)境中的PBDEs含量逐年升高。不僅在水體、大氣、土壤中被檢測出來，在各級(jí)食物鏈中也有發(fā)現(xiàn)。因此，除去環(huán)境中的PBDEs已經(jīng)成為迫切需要解決的問題。本研究主要探討零價(jià)鐵、負(fù)載型零價(jià)鐵及好氧、厭氧微生物對(duì)PBDEs還原降解效果，以期為實(shí)際工程應(yīng)用提供

2、參考。
　　定量結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系(QSPR)方法，是通過理論計(jì)算方法與各種統(tǒng)計(jì)分析工具的結(jié)合來研究系列化合物的結(jié)構(gòu)與其生物學(xué)性質(zhì)和各種理化性質(zhì)之間的定量函數(shù)關(guān)系。在本研究中，主要采用偏最小二乘回歸（PLSR）、多元線性回歸（MLR）、主成分分析-多元線性回歸分析（PCA-MLR）和誤差反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（BP-ANN）四種方法將十四種 BDE同系物的量子化學(xué)參數(shù)和從前人研究中獲得的反應(yīng)速率常數(shù)的對(duì)數(shù)建立 QSPR模型。
　　主要

3、研究結(jié)論如下：
　　（1）測定了百花湖十六個(gè)采樣點(diǎn)八種BDE同系物的含量。三溴聯(lián)苯醚（BDE-28）、四溴聯(lián)苯醚（BDE-47）、五溴聯(lián)苯醚（BDE-99和BDE-100之和)、六溴聯(lián)苯醚（BDE-153和BDE-154之和）、七溴聯(lián)苯醚（BDE-183）和十溴聯(lián)苯醚（BDE-209）含量分別為：nd-14.443ng/g，0.554-30.011 ng/g，0.0526-14.226 ng/g，nd-8.773 ng/g，nd-

4、11.101 ng/g和nd-22.350 ng/g。PBDEs總質(zhì)量濃度范圍為0.774-100.903 ng/g，平均為20.461 ng/g，各類 BDE同系物的檢出率為43.75％-100.00%，其中BDE-28，-47，-99和-100是百花湖沉積物中的優(yōu)勢同系物。與其他地方表層沉積物 PBDEs含量相比，百花湖表層沉積物中PBDEs污染水平較高，應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。
　　（2）制備了零價(jià)鐵（ZVI）、活性炭負(fù)載零價(jià)鐵

5、（ZVI/AC）和陽離子交換樹脂負(fù)載零價(jià)鐵（ZVI/IER），并對(duì)其降解 BDE-47的效果進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：制備的零價(jià)鐵粒徑范圍為90 nm-400 nm，屬于微米級(jí)。四種不同物質(zhì)對(duì)BDE-47的還原降解能力依次為ZVI/AC>ZVI/IER>ZVI>太陽光，且這四種BDE-47降解反應(yīng)均符合偽一級(jí)動(dòng)力學(xué)。
　?。?）篩選培養(yǎng)了好氧微生物和厭氧微生物并研究了其對(duì)BDE-47和BDE-99的還原降解效果。好氧菌降解BDE-47

6、和BDE-99的能力大于厭氧菌的降解能力，好氧菌和厭氧菌降解BDE-47的速率均大于其降解BDE-99的速率。微生物降解PBDEs的速率隨著溴取代個(gè)數(shù)的增加而降低，此反應(yīng)亦符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)。
　?。?）采用DFT方法計(jì)算BDE-47和BDE-99在氣相和溶劑化條件下的脫溴途徑，其計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果基本一致。說明量子化學(xué)計(jì)算可以補(bǔ)充說明實(shí)驗(yàn)研究，并在一定條件下對(duì)實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行預(yù)測，減少實(shí)驗(yàn)成本和實(shí)驗(yàn)時(shí)間。
　?。?）BDE同