概述对环境中的二恶英的分离与检测

概述对环境中的二嗯英的分离与检测某某(成都理工大学化学工程与技术00000000)摘要：二嗯英被认作为一级致癌物，它对于环境、人类生活和人们的身体健康造成的影响越来越不容忽视。文中了解了二嗯英的检测技术和叙述了一些降低或是彻底消除二嗯英在环境中污染作用的常见方法，如物理化学修复法、微生物修复法和植物修复法等等。关键词：二嗯英；环境修复；分离。SummarizeofDioxinsintheEnvironmentoftheSeparationandDetectionMoumou(ChengduUniversityofTechnologyChemicalEngineeringandTechnology)0000000)Abstract:Dioxinsisrecognizedasoneofmostdangerouscarcinogens,itshouldnotbeoverlookedfortheenvironment,affecthumanlifeandpeople'sphysicalhealth.Thepaperlearneddioxinsdetectiontechnologyanddescribessomeofthecommonwaystoreduceoreliminatetheroleofdioxinscontaminationintheenvironment,suchasphysicalandchemicalrepairmethod,microbialremediationandphytoremediationmethodamongothers.Keywords:dioxins;environmentalremediation;separation.随着现如今经济和社会科学的发展，社会建设和人类活动大大地造成了环境的污染。目前，有机污染物是对环境造成较大影响的物质。有机污染物中的持久性有机污染物(PersistentOrganicPollutants，POPs)又是最受世界上广泛关注的污染物，它们具有持久性、生物累积性、半挥发性和高毒性等性质。持久性有机污染物指人类合成的能持久存在于环境中、通过生物食物链(网)累积、并对人类健康造成有害影响的化学物质J二嗯英是作为持久性污染物中，备受关注的污染物之一。1二嗯英的产生及危害2001年5月22日于斯德哥尔摩通过的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》，强调了对于12种持久性有机污染物的降低以及消除的必要性等问题。二嗯英(Dioxins)作为持久性有机污染物中的一类物质，它可以通过皮肤、粘膜、呼吸道、消化道以及食物链富集到人体中，会危害到人体的免疫系统，人体肝、肾，以及心血管系统和人体生殖系统等⑵。二嗯英广泛存在于大气、水体、土壤等环境介质中3］。二嗯英可通过自然界的火山爆发和森里大火等产生，而90%以上的二嗯英来源于人类活动产生，包括工业中的垃圾焚烧、冶金、水泥生产、造纸业、农药生产、化学工业、火力发电等4］。二嗯英是无色针状晶体，剧毒，在自然界中几乎不存在，通过化学合成才能产生孔主要包括多氯代二苯并二嗯英(PCDDs)和多氯代二苯并呋喃(PCDFs)，它们分别有75种和135种同族体。其中以2,3,7,8四氯二苯二嗯英（TCDD）毒性最大，其毒性比氰化物大1000倍，比马钱子碱大500倍回。2对环境中二嗯英的检测二嗯英在环境中的存在主要以混合的形式。国际上，在对二嗯英的毒性进行评价常用毒性当量（TEQ）表示［7］。因为样品（飞灰、垃圾焚烧物、植物等）中的二嗯英的含量较少，所以对于样品中二嗯英的检测属于超痕量级检测，常以ng・g-i和pg・g-i表示。现如今常用的二嗯英检测分析法有高分辨率气相色谱，高分辨率质谱联用技术，生物检测，荧光素酶检测等方法［8］。3对环境中二嗯英的分离二嗯英一类被国际致癌研究所（IARC）划定为I致癌物质，因此对于二嗯英的分析检测以及实现其环境分离就尤为关键。对环境中的二嗯英的处理方法大致分为以下几种：物理化学方法；微生物修复方式；植物修复方式；植物微生物联合修复等。不同的方法对于二嗯英的环境分离法有不同的优缺点地物理化学修复法具有对于污染物的降解较彻底，见效快，可作为植物或微生物降解的前处理方式等优点，但是物理化学修复法成本较高，对仪器要求高及耗费人力等缺点。微生物修复法具有能量消耗低，效率高，环境友好以及前景好等优点，但是微生物本身菌落较多，作用机理复杂控制困难等缺点。植物修复法具有绿色廉价，新兴高效，能够最大限度地降低修复污染物时对环境的扰动以及前景较好等优点，但是植物修复法作用时时间消耗较长，并且对于不同的污染物筛选的生物量较大。植物-微生物修复法具有能利用植物根际和降解菌的协同作用，促进污染物的植物吸收的优点，但是植物和菌种之间作用机理复杂，要使而二者发挥较好的降解效果，就要对它们的相互作用深入的研究。3.1物理化学修复方法在环境样品中二嗯英不能直接进行纯化分离，一般需要提取转移到溶液中后再进行处理。物理化学修复技术一般需要取一定的环境样品，在其中加入某些化学物质后，然后将样品放入密闭容器或者是燃烧室中，加热至较高温度，对污染物进行分离等处理9］。物理化学修复分为溶剂洗脱、萃取，热处理技术，吸附，光降解和化学降解等方法。3.1.1溶剂洗脱、萃取法溶剂洗脱、萃取在样品中加入洗脱剂或是萃取剂，进行分离处理，再对分离的样品进行检测。在样品的提取包括有索式提取法、超声萃取法、索式提取-半渗透膜法、加速溶剂提取法、微波辅助溶剂萃取法以及超临界流体萃取法，而常见的吸附剂包括硅藻盐类、佛罗里土、活性炭、氧化铝以及如炭纳米管等新型吸附剂US。第2页徐洁等人［11］建立起了同位素内标稀释-索式萃取一段法层析柱净化-高分辨气质联用分析方法测定血清中的17种不同取代位置的PCDD/Fs，实验测定得13C-同位素标记化合物的回收率范围45.40%-93.96%，i2C-PCDD/Fs回收率范围为94.61%-117.14%。该方法能够准确的测定PCDD/Fs，灵敏度高，操作简单以及适用于血清样品等优点。3.1.2催化光降解法二嗯英中的PCDD/Fs在自然界中的降解速率相对较慢，而光降解有机污染物作为近年来越来越受关注的解决污染问题的方法之一。光降解有机污染物，主要是利用有机污染物自身的性质。PCDD/Fs在近紫外光区，可以吸收电磁辐射而发生光降解。对于不同的环境样品中光降解PCDD/Fs污染物，加入的光敏物质以及试剂等不同也将影响污染物的光降解速率。张志军等人［12］先用石油醚萃取下含二氧化钛的PCDD，然后采用中压汞灯作为灯源，二氧化钛作为光催化剂光降解PCDD，实验发现以二氧化钛作为催化剂4h催化降解率可高达98.3%。3.1.3热降解法热降解法就是将环境中的二嗯英污染物进行加热和焚烧处理，由此二嗯英的分子结构发生氧化裂解，而最终转变为CO2、H2O、HCl降低其对环境的毒性。热降解二嗯英时温度是影响降解的至关因素之一。付建英等人［13］将生活垃圾焚烧后的飞灰加热至250°C、350°C、450°C后测定热解后的二嗯英气固相中的二嗯英含量，发现250C时二嗯英中的残留量最少，可以看出温度是二嗯英的热解最主要因素。3.1.3化学降解法化学降解二嗯英可以利用一些氧化性化学试剂，可以将一些有机污染物降解，实现其环境的分离和降解。化学降解法具有降解速率快，降解率高以及二嗯英毒性去除率高等优点Ml。毛琼晶等人ml取医疗垃圾焚烧后的飞灰，在球磨机械加入CaO作为脱氯还原剂降解八氯代二嗯英和呋喃(OCDD/OCDF)机械降解2h，实验发现机械化学降解法可有效的降解二嗯英在中的氯代率，降解效果可高达100%。3.2微生物修复法随着社会发展，人们对于环境问题的认知也越来越深入，微生物降解污染物作为一种安全、无毒、环境友好的分离方法，人们对于微生物降解法也越来越深入。微生物修复法是指在适宜的生长环境下某种微生物将污染物分解成为co2、h2o以及毒性较低或是无毒的物质的方法。微生物修复法要实现将污染物从环境中分离需要选取降解的微生物菌种，包括好氧微生物和厌氧微生物，再对菌种的适宜生长条件如温度、pH值、氧气含量以及污染物在菌中的浓度等。好氧微生物对二嗯英的微生物降解主要是以氧化降解为主，而厌氧微生物降解二嗯第3页英主要是以还原脱氯为主，好氧和厌氧对于微生物降解率也有很大的不同。常见能够有效降解二嗯英的细菌如无色杆菌、不动杆菌、产碱杆菌等，真菌如燕麦镰孢菌、隔孢伏茸菌等［16］。Bunge等人［17］利用厌氧微生物脱卤拟球菌(Dehalococcoidesspecies)降解来自于受较大污染的淡水中的二嗯英，发现实验所用的厌氧微生物降解二嗯英的降解效果非常好。3.3植物修复法植物修复技术是近年来在治理环境污染发现一种绿色友好的新技术。它利用绿色植物将对环境有害的物质转移、降解或是转化毒性更低的物质实现污染物的环境分离。植物修复技术包括植物萃取、植物固定、植物降解、植物促进、根滤作用和利用植物去除大气污染物等等［18］。杨磊等人［19］探究了玉米、培地茅和麻疯树对二嗯英中的PCDD/Fs的吸收、传输及分布的趋势，发现三种植物都能将土壤中的PCDD/Fs吸收富集至地上部分，但是三种植物对PCDD/Fs的富集程度不同，玉米的吸收富集能力较高。3.4植物-微生物修复法除了植物和微生物单独对微生物修复以外，对于二者的结合也是现如今研究污染物修复的一个方向之一。植物-微生物联合修复技术在污染物吸收、转移和降解中的作用机制及应用，以及生物、物理和化学等多种修复措施的综合利用。一方面微生物可以直接降解PCDD/Fs；另一方面微生物可以“活化”有机物，增加有机物的植物可利用性；另外植物根际作用会促进微生物降解菌的数量增加，微生物群落数的增加反过来有利于植物的生长。4结论二嗯英作为一种由人类活动、社会发展、技术进步而产生的一类对环境造成较大的影响的污染物。对于二嗯英等持久性污染物的环境分离富集的方法也比较多，每种方法都有其不同的优势和劣势。社会发展的过程中，不仅仅需要治理污染物，更需要的是在源头治理，尽量改进技术实现在源头降低污染物的产生。提高人们的环保意识，减少更多污染物的产生。参考文献［1］ 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