多环芳烃的处理方法探究

多环芳烃的处理方法探究摘要:本文介绍了多环芳烃检测技术的现状，包括分光光度法、反相高效液相色谱法、固相微萃取、超临界流体，介绍了多环芳烃降解技术的方法，最后总结了多环芳烃的污染现状，并对其发展前景进行了展望。关键词：多环芳烃；灵敏度；降解StdyontheprocessingmethodofpolycyclicaromatichydrocarbonsAbstract:ThispaperintroducesthePolycyclicaromatichydrocarbonsthepresentsituationofdetectiontechnology,includingspectrophotometry,reversephasehighperformanceliquidchromatography(HPLC)method,solidphasemicroextractionandsupercriticalfluid,thispaperintroducesthemethodsofpolycyclicaromatichydrocarbonsdegradationtechnology,finallysummarizesthepollutionstatusofpolycyclicaromatichydrocarbons,anditsdevelopmentprospectwerealsodiscussed.Keywords:ratePolycyclicaromatichydrocarbons;sensitivity;thedegradation多环芳烃（PAHs）是煤,石油,木材,烟草,有机高分子化合物等有机物不完全燃烧时产生的挥发性碳氢化合物,迄今已发现有400多种PAHs,其中有相当部分具有致癌性,占被发现致癌物质总数的三分之一。其中16种PAHs（萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并（a）蒽、屈、苯并（b）荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并（a）芘、茚苯（1,2,3-cd）芘、二苯并（a,n）蒽、苯并（ghi）北）由于存在显著的致畸、致癌、致突变作用，被美国环保署列为优先控制污染物。目前，中国只将7种列为优先污染控制物。多环芳烃大部分是无色或淡黄色的结晶，个别具深色，熔点及沸点较高，蒸气压很小，大多不溶于水，易溶于苯类芳香性溶剂中，微溶于其他有机溶剂中。多环芳烃大多具有大的共扼体系，因此其溶液具有一定荧光。一般说来，随多环芳烃分子量的增加，熔沸点升高，蒸气压减小。多环芳烃的颜色、荧光性和溶解性主要与多环芳烃的共扼体系和分子苯环的排列方式有关。PAHs的来源包括自然源和人为源两大类。其中，自然源又分为：燃烧类（森林大火和火山喷发）；生物合成（沉积物成岩过程、生物转化过程、焦油矿坑内气体）。人为源分为：流动源（交通、香烟）；固定源（垃圾焚烧、家庭燃烧、工业活动、其它）。多环芳烃在大气中、水体中、土壤和作物中，食品中和人体中均有相应的分布、迁移与转化。因此，多环芳烃对于人类健康有着巨大的影响，PHAs的激素作用，造成的致癌、致畸、致突变（肺癌，阴囊癌，呼吸道癌）；基因毒性（对DNA合成的抑制作用）；对免疫系统的破坏（烹饪油烟冷凝物对小鼠免疫系统的影响，对T淋巴细胞的破坏比B淋巴细胞更明显）；破坏造血和淋巴系统（能使脾、胸腺和隔膜淋巴结退化，抑制骨骼的形成，动物实验）。因此，对于多环芳烃进行有效的处理，并对其处理效果进行探究是有着极其重要的。1多环芳烃的分析方法因此如何检测多环芳烃的含量有着重要意义，本位介绍了以下几种方法：分光光度法、反相高效液相色谱法、微波辅助溶剂萃取，固相微萃取和超临界流体。1.1分光光度法有紫外分光光度法、荧光光谱法、磷光法，低温发光光谱法和一些新的发光分析法等等。用发光技术分析PAHs多环芳烃样品比吸收分光光度法具有灵敏度高、专属性强等优点。发光法的灵敏度比吸收法高10-100倍，其检出量约在10.6一10.8g范围。由于紫外分光光度法仪器简单，通用性强，所以也比较常见。一般PAHs的mole吸光系数（ε）在10-10左右，检出灵敏度约在mg数量级。1.2反相高效液相色谱法高效液相色谱法（HPLC）可在常温下工作、对PAHs分辨率和灵敏度高、柱后馏分便于收集、适合荧光检测器分析等优点，已广泛应用于PAHs的分离和定量中，特别对多环、高相对分子质量的PAHs具有优势。美国EPA推荐使用乙腈和水作为HPLC的流动相，但乙腈价格较贵，且有毒性，贾瑞宝采用甲醇和水作为流动相进行梯度淋洗，16种PAHs的加标回收率为79%-104%，相对标准偏差5.2%-19.5%，适于PAHs的检测。林琳等采用微波提取高效液相色谱法测定土壤中的多环芳烃，检出限为0.10-0.80mg/L，相对标准偏差为0.60%-4.60%，回收率为58.1%-97.8%。采用固相微萃取高效液相色谱联用测定水样中8种多环芳烃，通过对萃取和解吸条件的优化，方法的检出限为0.002-0.180mg/L，相对标准偏差为4.4%-2.2%，回收率为91.1%-115.8%，是一种快速分析环境水样中痕量多环芳烃的方法。1.3固相微萃取固相微萃取(solid-phasemicroextraction,SPME)技术(是20世纪90年代兴起的一项新颖的样品前处理与富集技术，它最先由加拿大Waterloo大学的Pawliszyn教授的研究小组于1989年首次进行开发研究，属于非溶剂型选择性萃取法。SPME是在固相萃取技术上发展起来的一种微萃取分离技术，是一种集采样，萃取，浓缩和进样于一体的无溶剂样品微萃取新技术。与固相萃取技术相比，固相微萃取操作更简单，携带更方便，操作费用也更加低廉；另外克服了固相萃取回收率低、吸附剂孔道易堵塞的缺点。1.4超临界流体纯净物质要根据温度和压力的不同，呈现出液体、气体、超临界气体萃取三种典型流程固体等状态变化。在温度高于某一数值时，任何大的压力均不能使该纯物质由气相转化为液相，此时的温度即被称之为临界温度Tc；而在临界温度下，气体能被液化的最低压力称为临界压力Pc。在临界点附近，会出现流体的密度、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的物性发生急剧变化的现象。当物质所处的温度高于临界温度，压力大于临界压力时，该物质处于超临界状态。2多环芳烃的降解方法本文介绍了物理、化学和微生物三大类降解处理方法。2.1物理方法2.1.1加热法水中的苯并[a]芘可通过加热煮沸使其浓度降低，当加热至沸时，其含量可减少37%-57%，如再继续加热，则其含量不再减少，且发现部分苯并[a]芘已转入到加热煮沸形成的沉垢中去。2.1.2混凝沉淀法利用此法及氯化可除去15%一85%的苯并[a]芘，如果再用合成絮凝剂及通过活性炭过滤，所得到的处理水，其多环芳烃的含量可达到食用水的标准。2.1.3吸附法石化厂排出的废水中的，可以用活性炭吸附去除。使用粉状活性炭，虽然可以降低其臭味，但是要达到饮用水的标准，即0.2mg/L是相当困难的。总的来说，仅用物理方法处理多环芳烃是困难的，应当结合生化处理方法和化学处理方法一起使用。2.2化学方法化学法处理多环芳烃主要有光氧化及化学药剂氧化两大类。在光氧化过程中，水中的多环芳烃是在光诱发所产生的单线态氧、臭氧或轻基游离基的作用下发生氧化降解的。在化学氧化中，主要是臭氧氧化和氯氧化两种。臭氧去除多环芳烃的效果比其它氧化法为好。水溶液中的4mg/L的苯并[a]芘用2.5mg/L臭氧处理3分钟，则其残余量为0.06mg/L；用0.45mg/L的臭氧处理5分钟，则残余量为0.04mg/L。增加臭氧浓度，延长作用时间，可以提高去除率，但残余量总不会低于0.02mg/L。2.3微生物处理方法微生物处理方法降解多环芳烃由于运营成本低、适用范围广而研究较多，工业化程度较高，已被很多有机污染物废水处理厂投入使用。3总结多环芳烃的有机污染对人类健康和生态环境具有很大的潜在危害.目前,物理、化学、微生物方向对多环芳烃等污染物质的降解技术日异月新，如发光酶基因标记、基因芯片在降解技术的研究。.本文介绍的一些分析技术是研究多环芳烃生物降解的有力工具,今后有必要加强这些技术的有机联系及其与传统研究方法的结合,并不断设计新方法.事实上,已有一些在其它领域使用上述方法的综合报道。为了更好地应用修复多环芳烃的污染,有必要在研究中引入新技术,最终为多环芳烃的综合治理开辟良好的前景。参考文献：1.陈双雅，若干新技术研究海洋多环芳烃生物降解的进展[J]，台湾海峡，2002,21（4）2.王松，废水中典型EDcs的检测新方法及其降解特性不于究[D],东北大学，20093.周晖，水体沉积物中多环芳烃的处理技术[J]，化学工程与装备，2010,34.郑新，底泥中多环芳烃的处理技术进展J],环境污染与防治，2002,24（6）5.郭楚玲等，多环芳烃的微生物降解与生物修复[J],海洋环境科学，2000,19（3）6.姜晓黎等，气相色谱－质谱法测定电子电气产品材料中多环芳烃[J]，福建分析检测，2009,18（2）