Fe(Ⅲ)-TAML/过氧化物体系催化降解双酚类化合物及其定量结构活性相关性

双酚类化合物(BPs),如双酚A(BPA),由于具有内分泌干扰性,而被广泛关注.本研究测定了8种常见的双酚类化合物,在四酰胺基六甲基苯基环铁(Fe(Ⅲ)-TAML)/过氧化物(即过氧化氢(H_(2)O_(2))和过一硫酸盐(PMS))体系作用下的降解动力学,并通过拟一级动力学方程拟合得到pH10条件下拟一级反应速率常数(K_(obs)).利用多元线性回归方法(MLR)探究了K_(obs)与BPs理论参数之间的相关性,建立了双酚类化合物的定量结构活性相关性(QSAR)模型,并验证了模型对选取的3种测试集具有良好的预测性能.根据模型发现在Fe(Ⅲ)-TAML/PMS体系中,K_(obs)与最高占据分子轨道能(E_(HOMO))呈高度正相关性.而在Fe(Ⅲ)-TAML/H_(2)O_(2)体系中,K_(obs)与偶极矩(μ)呈负相关.这项工作可以为高价铁配合物通过非自由基途径有效降解有机污染物的机理提供新的思路,有助于拓宽均相催化剂在环境修复中的应用.

聚氯乙烯微塑料的原位光解老化及其对土壤微生物群落的影响

近年来,微塑料污染越来越受到大众和科研人员的关注.微塑料被报道在水体、土壤和大气中广泛分布,它们在环境中可能受到物理、化学或生物作用而发生老化现象.目前大部分关于微塑料老化的研究都是在水环境中进行的,同时,有关微塑料的老化研究主要采用离线技术进行表征,只能测定微塑料老化前后的结构变化,不能准确认识微塑料界面反应过程,因此,亟待开发微塑料老化过程的在线监测技术及研究其在非水相环境中的老化过程.研究污染物性质的目的之一是为研究其环境影响提供理论依据,因此,本研究选择了聚氯乙烯(PVC)农业地膜在空气中老化后进入土壤的环境过程,搭建了单颗粒微塑料的显微-傅里叶变换红外光谱原位监测装置,从分子水平揭示了PVC微塑料的光化学转化过程,同时也探究了老化后PVC微塑料对土壤微生物群落所产生的影响.

可生物降解微塑料的自然光解老化

近年来,微塑料(MPs)污染问题受到人们的广泛关注.可生物降解塑料被认为是常规的不可生物降解塑料的替代品,其产量和环境检出量显著增加.MPs的老化过程具有显著的环境行为和生态效应,而光照辐射在塑料老化和降解过程中起到主要作用.然而,现有研究对可生物降解微塑料的自然光解老化过程及其机理的研究鲜有报道.因此,本研究选取了4种常见的可生物降解微塑料为实验对象,分别为聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT),旨在探究上述4种可生物降解微塑料在自然和模拟光照下的老化过程及潜在机理.通过自然和模拟光解老化实验,利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和电子顺磁共振波谱(EPR)观察4种塑料在老化过程中旧键断裂和新键生成,发现在56 d的光老化过程中,PLA-MPs和PBS-MPs表面官能团含量并无显著变化,而随着老化时间的增加,PHA-MPs表面—C=C—的数量在增加,PBAT表面—C—O和C=O的数量在增加.除了实验结果之外,分子模型构建和红外光谱计算等理论分析也为可降解MPs的自然光老化机理提供了理论支撑.