多溴联苯醚的性质及环境行为研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王亚（韦华） |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 江桂斌 |
| 关键词 | 多溴联苯醚 定量结构－保留相关 定量结构－活性相关 分子对接 污水处理厂 活性污泥 Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) quantitative structure-retention relationship (QSRR) quantitative structure-activity relationship (QSAR) flexible docking sewage sludge waste water treatment |
| 其他题名 | Study of the activity and the environmental behavior of polybrominated diphenyl ethers |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 多溴联苯醚(Polybrominated diphenyl ethers, PBDEs)作为一种溴系阻燃剂的 一大类阻燃物质，由于其优异的阻燃性能，已经越来越广泛的应用于各种消费产 品当中。但是近年随着在环境样品中不断报道PBDEs 的检出，该类化合物所造 成的环境问题也越来越受到大家特别是环境科学的关注。 国外对溴代阻燃剂在环境中的污染及对动物、人体影响的研究始于上世纪七 十年代末，从上世纪九十年代初以后，欧洲各国、北美、和日本都相继开展了 PBDEs 的各种研究工作。。而我国有关环境中持久性有机污染物的研究工作，大 部分集中于POPs 公约中的化合物，而对PBDEs 的研究则刚刚起步，研究结果 只有零星报道。 论文以化合物的定量结构－活性相关作为理论基础，利用HyperChem, Mopac, CODESSA 软件，计算了209 个PBDEs 的445 个描述符，然后利用 CODESSA 软件中的Heuristic 方法建立了126 个PBDEs 在七个不同固定相上 (DB-1, DB-5, HT-5, DB-17, DB-XLB, HT-8, CP-Sil19) 的定量结构保留相关的模 型。模型的R2 大于0.985。然后我们通过与PCBs 的相对保留时间的比较，发现 两者具有较高的相关性。最后，利用所建立的模型，对剩余的83 个PBDEs 单体 在七个不同固定相上的相对保留时间进行了预测，建立了209 个PBDEs 单体在 这七个不同固定相上的保留时间的数据库。 接着，我们本论文以建立定量结构－活性相关的各种模型为基础，通过建立 2D、3D－定量结构－活性相关模型，讨论了影响这些性质及活性的参数和因素， 得到了具有指导意义的预测数据。通过对比二恶英类化合物的结果，我们发现， 首先PBDEs 确实具有类二恶英的活性。同时我们也发现，分子静电势以及描述 分子静电势的参数在决定这三类化合物的活性时都起到重要作用；静电场对 PBDE 活性的影响比二恶英的影响要大；由于PBDEs 的两个苯环相对于 dioxin,PCBs 几乎呈垂直的角度，所以此类化合物与蛋白的结合与dioxin 和PCBs 的方式不太一样。 但是，由于二维和三维所建立的模型只是考虑了分子结构本身对其活性的影 响，并没有考虑受体蛋白对其活性的影响，而这有时候在决定分子活性的时候将 起到重要作用。所以，我们利用分子柔性对接技术，研究了PBDE 与蛋白的结合。 分子对接就是受体与活性分子之间通过几何匹配和能量匹配而相互识别的过程。 根据配体与受体作用的“锁钥原理”基于这个技术，我们得到了BDE-47, 99, 和 209 与FixL 蛋白结合的三维效果图。通过对比我们发现，此蛋白可以和 2,3,7,8-TCDD 完全结合，而只能部分与BDE-47，85 和209 结合。在可能是由于 PBDEs 的两个苯环相对于二恶英来说几乎呈垂直的角度，所以此类化合物与蛋白的结合与二恶英的方式不太一样，同时由于溴的半径比氯的半径大，所以在与 蛋白结合的时候，对于同样的蛋白，PBDEs 比二恶英的进入要困难。 污水处理厂产生的活性污泥和排水口的水被认为是除了PBDE 生产和特定 的工厂之外的一个主要的PBDE 排放源，而我国目前对于活性污泥中PBDEs 的 数据还是处于空白。本实验室于2005 年共收集了全国24 个城市的31 个活性污 泥的样品，对其中PBDEs 进行了测定。在所测定的活性污泥中，PBDEs 总量在 6.2 到 57.0 ng g-1 (干重) 的范围之内，平均值为 20.0 ng g-1。BDE-209 的范围为 未检出到1108.7 ng g-1 (干重) 平均值为 70.8 ng g-1 (干重)。主要单体为BDEs-47, 99, 153, 183 和209。通过对比我们发现，虽然中国的PBDEs 用量与美国持平， 但是相对于欧美国家相同样品中，PBDEs 的含量还是处于一个相对比较低的水 平，但是由于我们国家目前PBDEs 的消耗处于一个上升的趋势，所以对于PBDEs 的环境问题还是要受到相关部门的重视。 同时，我们采集了天津大沽排污河两个泥芯，结果发现随着泥芯从深往浅 PBDEs 的含量在不断增加。含量范围在 0.1 ng g-1 到 0.5 ng g-1，最高点分别在 最顶层和4 厘米深度，BDE-209 的浓度范围在未检出到14.9 ng g-1，最高点在4 厘米深度。这说明近几年我国环境中的PBDEs 含量呈上升趋势。然后我们又与 有机氯和重金属这两类典型污染物进行了对比，结果发现，相对于这两类化合物， 潮汐对PBDEs 的迁移转化影响不大。 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-05-19 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/107]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王亚(韦华). 多溴联苯醚的性质及环境行为研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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