学海网

毕业论文-氙灯光源条件下得克隆的光降解特性研究，共94页，38318字，附外文翻译
中文摘要
得克隆(Dechlorane Plus, 简称 DP)是 2006 年以来在北美和亚洲环境介质中被
频繁检出而引起国际关注的一种持久性、生物累积性的有毒污染物（PBT）。光
解被认为是其在环境中的主要去除机制，但是目前关于 DP 的系统光解研究尚未
见报道。本文以氙灯为光源，首次对壬烷溶剂中 DP 工业品、syn-DP 及 anti-DP
的光降解特性进行了系统研究，考察了不同波段光照对光解过程的贡献，测定了
光解动力学常数和表观量子产率，鉴定了主要的光解中间产物，并推断了光降解
反应机理。
不同滤光条件下的光降解实验结果表明，DP 工业品、syn-DP 及 anti-DP 在
UV-C 段光照下可以发生快速的光降解，在环境中存在的 UV-B 段光照下仅能发
生缓慢的光降解，而在 UV-A 和可见光段光照下几乎不发生光降解。在相同条件
下，syn-DP 和 anti-DP 两种立体异构体的光解速率没有明显差异，顺反异构比值
fanti（anti-DP /[ syn-DP+ anti-DP]）的变化很小。
在 200-750nm 和 280-750nm 光照条件下，syn-和 anti-DP 的光降解过程均符
合表观一级动力学。在 200-750nm 光照下，syn-和 anti-DP 的光降解动力学常数 k
为 0.16~0.24min-1，半衰期 t1/2 为 2.89~4.30min；在 280-750nm 光照条件下，k 为
6.92×10-4~10.2×10-4 min-1，t1/2 为 680~1002min。syn-和 anti-DP 在 200-280nm 的表
观量子产率要比 280-320nm 高 2~3 个数量级，而在 320-750nm 范围内的光量子产
率均为 0。在相同光源条件下，syn-和 anti-DP 的浓度越高，表观量子产率越高。
采用气相色谱/质谱（GC/MS）结合标准物质对产物进行定性的结果表明，
DP 在 200-750nm 光照条件下的主要光解产物为分别以 syn-和 anti-DP 结构为母体
脱去 1~4 个氯后的物质；在 280-750nm 光照条件下反应 4h 内的主要光解产物为
syn-和 anti-DP 的脱去 1 个氯后的物质，结构上与 200-750nm 光照条件下的脱一氯
产物相同。但是以上产物均不同于环境底泥中已发现的两种 DP 的脱氯产物。因
此，光解反应机理应为逐级依次还原脱氯。
本光解研究实验结果的环境意义为：（1）在实际环境条件下不存在 UV-C
段光照，DP 光解速率将非常缓慢，这是造成 DP 在环境中持久存在的原因之一。
（2）目前已报道在底泥中发现的两种 DP 脱一氯产物应当不是光降解的结果，而
更可能是长时间厌氧生物降解的结果。（3）DP 的光降解反应不存在立体异构选
择性，已报道环境中 fanti 值的变化更可能是生物降解/代谢的选择性所造成的。
关键词：得克隆；氙灯；光解动力学；表观量子产率；立体异构体

目录
第1章
引言 .. 1
1.1 DP 概述 ..... 1
1.1.1 DP 的结构与性质 ... 1
1.1.2 DP 阻燃剂的生产与使用 ..... 2
1.1.3 DP 的来源与潜在危害 .. 3
1.2 DP 的环境存在 4
1.2.1 DP 在非生物介质中的存在情况 5
1.2.2 DP 在生物介质中的存在情况 .. 10
1.3 DP 的异构体比例 . 12
1.4 DP 的光降解研究进展 14
1.5 本论文研究目的、研究内容与技术路线 ..... 14
1.5.1 研究目的 . 14
1.5.2 研究内容 . 15
1.5.3 技术路线 . 15
第2章 DP 光解实验方法 .... 16
2.1 分析方法的建立.... 16
2.1.1 分析方法的选择 ... 16
2.1.2 分析方法的优化方法 .. 17
2.2 光解实验方法.. 21
2.2.1 光源的选取 .... 21
2.2.2 有机溶剂的选择 ... 23
2.2.3 实验方法 . 23
2.3 实验材料与仪器.... 25
2.3.1 光解反应器 .... 25
2.3.2 实验材料 . 27
2.3.3 分析仪器 . 28
2.3.4 其它仪器 . 28
2.4 结果与讨论... 29
2.4.1 GC 程序优化结果 ..... 29
2.4.2 进样条件优化结果 .... 32
2.5 本章小结.. 35
第3章 DP 光降解动力学研究 ... 36
3.1 实验设计.. 36
3.2 光解实验材料与仪器... 36
3.2.1 实验试剂 . 36
3.2.2 实验仪器 . 37
3.3 实验方法.. 37
3.3.1 溶液配制 . 37
3.3.2 光解实验方法 38
3.3.3 光量子产率测定方法 .. 38
3.4 结果与讨论..... 41
3.4.1 不同波长光源条件下工业品 DP、syn-DP 及 anti-DP 的光降解 ... 41
3.4.2 工业品 DP 光降解过程中的异构体比例...... 42
3.4.3 工业品 DP、syn-DP 及 anti-DP 的光降解动力学研究 .... 43
3.4.4 工业品 DP、syn-DP 及 anti-DP 的光解量子产率测定 .... 47
3.5 本章小结.. 49
第4章 DP 光降解机理研究 51
4.1 实验设计.. 51
4.2 光解实验材料与仪器... 51
4.2.1 实验试剂 . 51
4.2.2 实验仪器 . 51
4.3 实验方法.. 51
4.4 结果与讨论...... 52
4.4.1 光解产物 .. 52
4.4.2 光解机制 .. 57
4.4.3 光解途径 .. 58
4.5 本章小结... 59
第5章 结论与建议 ...... 60
5.1 结论... 60
5.2 建议... 61
参考文献 .... 622
致谢 .... 666
声明 ...... 67
附录 A
外文资料翻译 .... 68
附录 B .... 82
在学期间参加课题的研究成果 ..... 85