水中与冰中多环芳烃衍生物对发光细菌(Vibrio fischeri)的光修饰毒性

多环芳烃衍生物(SPAHs)是一类普遍存在、来源广泛、风险隐蔽的新污染物,可由多环芳烃(PAHs)通过微生物及化学作用转化生成,其毒性甚至比母体PAHs更强,研究其环境行为和毒性效应具有重要意义.本研究选取羟基多环芳烃(OH-PAHs)、硝基多环芳烃(N-PAHs)和氯代多环芳烃(Cl-PAHs)共10种模型化合物,考察了在模拟日光(λ>290 nm)照射下,水中与冰中这些典型SPAHs对发光细菌Vibrio fischeri的光修饰毒性.毒性实验表明,对于OH-PAHs,1-羟基萘、4-氯-1-羟基萘在水中与冰中均表现出显著的光修饰毒性(P<0.05),而4-硝基-1-羟基萘仅在水相表现出较小的光修饰毒性;对于N-PAHs,1-硝基芘在水中与冰中均表现出光修饰毒性,2-硝基芴仅在冰中表现出光修饰毒性;Cl-PAHs中,仅1-氯芘在水中表现出光修饰毒性,而3种Cl-PAHs在冰中均表现出显著的光修饰毒性.通过HPLC-MS/MS分析,OH-PAHs光转化主要涉及的反应路径为取代基脱除、光氧化与苯环羟基化.以上结果阐明了SPAHs通过光化学转化可生成具有较高毒性的中间产物,对Vibrio fischeri表现为光修饰毒性,且水中与冰中的光修饰毒性具有差异,这有助于更准确评价寒冷地区这些典型新污染物的环境风险.

多环芳烃和多氯联苯全球芯样沉积记录研究及现状综述

存储地质年代信息的芯样如岩芯、冰芯等是重建有机污染物沉积历史的重要工具之一,已被广泛用于研究全球有机污染物的污染历史趋势以及污染来源。与浓度相比,沉积通量能更好地反映有机污染物的沉积历史和排放情况。因此收集了全球基于芯样研究有机污染物沉积通量的相关数据,总结和分析了有机污染物在世界各地的沉积情况,全面阐述了全球有机污染物的沉积记录、空间分布以及使用芯样时应注意的问题。结果表明,多环芳烃(PAHs)在全球的沉积通量总体符合其在研究区域内的生产、排放历史;多氯联苯(PCBs)的沉积通量出现“双峰”现象;在全球气候变暖的趋势下,冰川融化可能会导致所存储的有机污染物重新释放到环境中。同时,在进行不同国家或地区沉积记录的横向比较时,应注意不同研究所测定的污染物种类、数量以及芯样覆盖年份可能会有所不同。通过总结世界各芯样的沉积记录,以期为有机污染物控制和管理提供一定的科学依据。

空燃比和EGR对GDI汽油机多环芳香烃排放的影响

使用色谱-质谱联用仪对GDI汽油机排气中颗粒相多环芳香烃(PAHs)进行分析,研究了空燃比及EGR对多环芳香烃排放的影响规律.结果表明,随空燃比增加,颗粒物(PM)、可溶性有机物(SOF)和PAHs排放量降低,颗粒中大分子量的PAHs所占比例降低,二环和三环等小分子量的PAHs所占比例增加;EGR率小于10%时,PM、SOF和PAHs的排放量增加趋势不明显;EGR率大于10%时,排放量显著增加,四、五、六环PAHs排放量在EGR率大于10%时远高于二环和三环PAHs排放量;GDI汽油机颗粒物毒性当量远高于柴油机,浓混合气和中等EGR率时,颗粒物的毒性最大.

柴油机燃烧生成芳香烃、碳烟及NO_x的化学动力学研究

在LLNL详细正庚烷氧化反应模型基础上,将苯(A1)和多环芳香烃(A2、A3、A4)的详细反应机理和NOx的生成机理加入其中形成了一个包含芳香烃和NOx的正庚烷氧化反应组合模型,并通过激波管试验验证了该组合模型。在CHEMKIN软件上运用该组合模型对柴油机燃烧反应产物中的芳香烃、碳烟和NOx进行了研究,结果表明:芳香烃的生成在Ф-T图中都呈钟形分布,随着环数的增加它们所对应的生成温度大致呈逐渐升高的趋势。利用芳香烃-Ф-T图可以较准确地预测碳烟-Ф-T图,再结合NOx-Ф-T图可以绘制出芳香烃-碳烟-NOx-Ф-T图,结果表明:芳香烃和碳烟在1 150～2 200K、当量比大于2的范围内大量生成,NOx在温度高于2 350K、当量比小于1.2的范围内大量生成。

柴油机排放多环芳香烃与羰基化合物组分特征研究

使用色谱-质谱联用和高效液相色谱方法,精确定性和定量检测不同工况下柴油机排放的多环芳香烃和羰基化合物,并分析了它们的排放特征。在50%和全负荷时,多环芳香烃的平均比排放量分别为51.68μg/(kW.h)和104.76μg/(kW.h),羰基化合物的平均排放量分别为23.72μg/L和117.84μg/L。多环芳香烃和羰基化合物归一化研究表明:菲、蒽、荧蒽、芘之和占多环芳香烃总量的62%～66%,甲醛、乙醛之和占羰基化合物总量的63%～66%。多环芳香烃及羰基化合物组分在柴油机各工况间有较好的线性相关关系,说明柴油机工况的变化对多环芳香烃和羰基化合物组分特征没有明显影响。

柴油机燃烧中多环芳香烃及碳烟的形成与演化的研究

参考与柴油组分接近的正十四烷(C14H30)燃料的详细化学反应机理(由230个化学反应、92个化学成分组成),建立了化学成分的焓值计算程序,研究计算了柴油机缸内燃烧过程中诱发碳烟颗粒先导物生成的单环及多环芳香烃(PAHs)的形成与演化过程,应用Belar-dini碳烟模型计算了缸内碳烟颗粒的质量,分析了PAHs对碳烟生成的影响。结果表明:缸内温度达到着火温度时,燃料在燃烧室凹坑挤流区域首先着火燃烧,并随着扩散燃烧扩展到缸内的其他位置,此时缸内PAHs的质量急剧上升,在急燃期后PAHs组分由于成长和氧化反应消耗而下降,在燃烧后期PAHs的质量基本稳定。多环芳香烃中苯、菲、苯乙炔、萘的排放量较大,对碳烟质量生成的影响也较大。

黄河头道拐段冰体中多环芳烃的分布特征及来源解析

采集黄河头道拐断面冰体样品,用毛细管GC-FID方法测定了冰体中EPA优先控制的16种多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）的残留水平。结果表明,16种PAHs的加标回收率为80.3%～106.1%,方法检出限的范围为0.01～0.12 ng·L^-1,适合该断面冰体样品中PAHs的测定。27个冰体样品中16种PAHs的含量范围为0.71～11.04 ng·L^-1,平均含量为3.88 ng·L^-1。其中荧蒽（Fla）和芘（Pyr）为最主要的污染物,检出率分别为72.7%和86.4%。PAHs的时空分布具有一定的规律性,凌汛期含量较少,初始冰盖形成后达到最大值,当河道内连续冰盖形成后,随冰层厚度的增加呈下降趋势,且下层冰体含量高于上层冰体。运用主成分分析法定量解析其污染来源,从16种PAHs中提取3个主成分,总方差贡献率为80.5%,主成分的贡献率分别为煤炭燃烧源36.6%、交通源36.4%及炼焦和木材燃烧来源7.5%。

连续再生颗粒捕集器对燃用生物柴油的柴油机颗粒物以及多环芳香烃的影响研究

为探究降低柴油机微粒及多环芳香烃的有效排放控制措施,在一台燃用生物柴油的增压多缸柴油机上应用连续再生微粒捕集器系统,研究了柴油机燃用生物柴油及采用连续再生微粒捕集器系统后对柴油机微粒和多环芳香烃排放的影响。研究结果显示:柴油机微粒排放呈现核态与聚集态形式并且粒子粒径呈现多峰值化特征,燃用生物柴油对核态微粒粒径浓度影响不大,而聚集态微粒排放则有着较为明显的下降趋势,采用连续再生颗粒捕集器后最大下降幅度达到94.6%。柴油机微粒排放中核态粒子浓度占60%以上,燃用生物柴油后该值进一步提升,在试验工况下最大可达到95%。连续可再生微粒捕集器对聚集态粒子捕集效率高,最高可达到96%,试验用柴油机使用生物柴油后,由于核态颗粒数量浓度的提升致使捕集器系统效率有所下降。燃用生物柴油可有效降低绝大部分的多环芳香烃的排放,但测试结果显示:和苯芘蒽排放不降反升,与连续可再生微粒捕集器系统结合,能让菲、芘、苯芘等6种物质排放下降幅度更大。

新型对称性1,3-二己基咪唑离子液体分散液液微萃取多环芳烃研究

合成并表征了一种新的对称性1,3-二己咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺（1,3-Dihexylimidazolium bis（trifhoromethyl） sulfonyl imide,HHIMTf2N）离子液体,将其作为分散液液微萃取的萃取剂,并与高效液相色谱联用,建立了一种快速、绿色和高灵敏测定环境水样中4种多环芳烃（氯代萘、芴、蒽和苊）的方法.对比了HHIM Tf2N与其它萃取剂的效果,优化了萃取剂的体积、分散剂的种类和体积、盐浓度、萃取及离心时间.在优化实验条件下对该方法进行评价。