多環(huán)芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是一類廣泛分布于天然環(huán)境中的具有三致作用(致癌、致畸、致突變)的有機(jī)污染物,由于其穩(wěn)定性強(qiáng)、生物富集率高、難于生物降解,對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境具有很大的潛在危害,受到國(guó)際科學(xué)界的廣泛關(guān)注。PAHs在環(huán)境中通過(guò)多種途徑得以去除,包括光降解,化學(xué)降解,生物降解等。 本文選擇三環(huán)和四環(huán)PAHs中比較有代表性的菲、蒽、芘和屈作為目標(biāo)物。其中菲和蒽是由三個(gè)苯環(huán)連接而成,有著具有致癌作用的灣區(qū)結(jié)構(gòu),芘和屈是PAHs的四環(huán)代表物,在環(huán)境中廣泛存在。它們常作為檢測(cè)PAHs污染的指示物。 為探討PAHs的環(huán)境行為,以污染較為嚴(yán)重的李村河口沉積物為基質(zhì),選擇菲、蒽、芘和屈進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室好氧微生態(tài)培養(yǎng),對(duì)其在沉積物自然菌群作用下的降解行為及降解機(jī)理進(jìn)行研究。具體內(nèi)容和結(jié)論如下: (1)優(yōu)化了用超聲萃取-柱層析-薄層層析-氣相色譜法測(cè)定污染嚴(yán)重的河口沉積物中菲、蒽、芘、屈的方法。在優(yōu)化后的最佳條件下,菲、蒽、芘和屈的空白加標(biāo)回收率在76.9%~90.1%之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在4.11%~7.74%之間�；|(zhì)加標(biāo)回收率在72.7%~88.7%之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在4.50%~6.57%之間。滿足US EPA標(biāo)準(zhǔn)的要求。 (2)6個(gè)月的好氧生物降解實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,沉積物中菲、蒽、芘和屈的本底值分別由569 ng·g~(-1),72.1 ng·g~(-1),408 ng·g~(-1),230 ng·g~(-1)降至423 ng·g~(-1),68.0 ng·g~(-1),343 ng·g~(-1),212 ng·g~(-1),降解率分別為25.6%,5.70%,16.1%,7.80%。降解速率由大到小依次為:菲、芘、屈、蒽,主要與PAHs的本底濃度、結(jié)構(gòu)以及水溶解性等因素有關(guān)。而在添加了PAHs的沉積物中,菲、蒽、芘和屈的濃度分別由641 ng·g~(-1),208 ng·g~(-1),485 ng·g~(-1),395 ng·g~(-1)降至437 ng·g~(-1),168 ng·g~(-1),385 ng·g~(-1),337 ng·g~(-1),降解率分別31.8%,19.2%,20.6%,14.8%。添加PAHs后沉積物中PAHs的降解率明顯增加,這主要是因?yàn)镻AHs的添加為沉積物中降解菌提供了豐富的碳源,使其經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)和馴化后逐漸成為優(yōu)勢(shì)菌。 (3)從李村河口沉積物中分離純化出四種純菌,研究了四種目標(biāo)物在這四種混菌作用下的微生物降解。菲、蒽、芘、屈在液體培養(yǎng)基中降解84 h后測(cè)得的降解率分別為91.7%,85.7%,79.6%和70.0%,明顯高于自然菌群作用下的生物降解。PAHs在馴化微生物作用下降解趨勢(shì)與自然菌群作用下的趨勢(shì)相似,都經(jīng)歷了誘導(dǎo)期、穩(wěn)定降解期和緩慢降解期,但降解周期明顯縮短。對(duì)降解過(guò)程中PAHs的穩(wěn)定同位素比值測(cè)定結(jié)果表明,PAHs在降解過(guò)程中發(fā)生了明顯的碳同位素分餾。 (4)將GC-MS和CSIA相結(jié)合,對(duì)菲和蒽的降解途徑進(jìn)行了研究。菲的降解途徑為:菲在雙加氧酶作用下,生成菲的順式3,4-二氫二醇,然后脫氫轉(zhuǎn)變?yōu)?, 4-二羥基菲,再開(kāi)環(huán)形成1-羥基-2-萘酸,然后分別以鄰苯二甲酸和鄰羥基苯甲酸途徑代謝。蒽的降解途徑為:蒽先轉(zhuǎn)變?yōu)檩焱?然后再轉(zhuǎn)化為9,10-二蒽醌,之后降解為芳香酸、酯,最后開(kāi)環(huán)生成小分子酸。
【學(xué)位單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：X50;X172
【部分圖文】：

1 文獻(xiàn)綜述1.1 多環(huán)芳烴簡(jiǎn)介多環(huán)芳烴是一類日常生活中常見(jiàn)的苯環(huán)的有機(jī)污染物，它們通常以三種方式排列：彎接，簇聚和線性排列。這一類物質(zhì)由于高毒性、低流動(dòng)性和難降解性使其在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域備受關(guān)注。美國(guó)環(huán)保局在 1976 年提出了“優(yōu)先污染物”的概念，在這些污染物中多環(huán)芳烴就占了 16 種，它們的結(jié)構(gòu)式如下圖所示。

圖 1-2 多環(huán)芳烴分子中的 K 區(qū)和 L 區(qū)Fig.1-2 K region and L region of PAHs外光能夠被多環(huán)芳烴所吸收，紫外光的波長(zhǎng)大約在環(huán)芳烴亦可以吸收波長(zhǎng)大約在 400 nm-760 nm 的生強(qiáng)烈的光致毒作用，若是人類暴露在這種環(huán)境下同時(shí)人體的 DNA 亦被傷害，人體的遺傳信息由此于能夠產(chǎn)生基因突變。我們需要注意其光致毒效應(yīng)光化學(xué)反應(yīng)[2]。多環(huán)芳烴的分析方法 具有低溶解性和高疏水性，很容易分配到非水相中

口環(huán)境概況河發(fā)源于石門山南側(cè)臥龍溝，最終經(jīng)勝利橋進(jìn)入膠州灣，，全長(zhǎng) 167 km，是青島市主要的防洪河道。來(lái)，由于干旱等原因，李村河已經(jīng)沒(méi)有自身徑流，成為工放通道[141,142]。水清溝、張村河和大村河的污水都經(jīng)李村因此，李村河入�？诘奈廴疚锖勘容^高[143]，對(duì)李村河得我們關(guān)注。間及采樣點(diǎn)分布位于李村河入�？谀z州灣大橋東岸。及上覆海水樣品采集于 2010 年 5 月。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 于秀艷,丁永生;多環(huán)芳烴的環(huán)境分布及其生物修復(fù)研究進(jìn)展[J];大連海事大學(xué)學(xué)報(bào);2004年04期

2 胡健,張國(guó)平,劉叢強(qiáng);固相萃取柱凈化-液相色譜法測(cè)定大氣中多環(huán)芳烴[J];地球與環(huán)境;2004年Z1期

3 麥碧嫻,林崢,張干,盛國(guó)英,閔育順,傅家謨;珠江三角洲河流和珠江口表層沉積物中有機(jī)污染物研究——多環(huán)芳烴和有機(jī)氯農(nóng)藥的分布及特征[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2000年02期

4 鞏宗強(qiáng),李培軍,王新,張海榮,張春桂,許華夏;真菌對(duì)土壤中苯并[a]芘的共代謝降解[J];環(huán)境科學(xué)研究;2001年06期

5 劉福壽,王揆洋;膠州灣沿岸河流及其地質(zhì)作用[J];海洋科學(xué);1992年01期

6 楊永亮,麥碧嫻,潘靜,殷效彩,李鳳業(yè);膠州灣表層沉積物中多環(huán)芳烴的分布及來(lái)源[J];海洋環(huán)境科學(xué);2003年04期

7 郭楚玲,鄭天凌,洪華生;多環(huán)芳烴的微生物降解與生物修復(fù)[J];海洋環(huán)境科學(xué);2000年03期

8 劉虎威,肖寧寧,李潤(rùn)鍇;河流沉積物中有機(jī)污染物的分析研究進(jìn)展[J];中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè);2001年05期

9 吉云秀,邵秘華;多環(huán)芳烴的污染及其生物修復(fù)[J];交通環(huán)保;2003年05期

10 彭先芝,張干,陳繁忠,劉國(guó)卿;好氧生物降解中烷烴單體穩(wěn)定同位素分餾及其環(huán)境意義[J];科學(xué)通報(bào);2004年24期

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1 任明忠;硫化亞鐵—水體系下六六六的非生物轉(zhuǎn)化及碳同位素分餾動(dòng)力學(xué)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（廣州地球化學(xué)研究所）;2004年

本文編號(hào)：2813419