Characterizing the optimal operation of photocatalytic degradation of BDE-209 by nano-sized TiO2

Brominated flame retardants have been widely used in industry. There is a rapid growing public concern for their availabilities in the environment. Advanced oxidation process (AOP) is a promising and efficient technology which may be used to remove emerging chemicals such as brominated flame retardants. This project aims at investigating optimal operational conditions for the removal of BDE-209 using nano-scaled titanium(IV) oxide. The residual PBDE congeners after photocatalytical degradation of BDE-209 by TiO₂ were analysed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). It was found that the degradability of BDE-209 by TiO₂ was attributed to its photocatalytic activity but not the small size of the particles. The half-life of removing BDE-209 by TiO₂ was 3.05 days under visible light. Tetra- and penta-BDEs were the major degraded products of BDE-209. Optimum conditions for photocatalytical degradation of BDE-209 was found to be at pH 12 (93% ± 1%), 5, 10, 20 mg/L (93.0% ± 1.70%, 91.6% ± 3.21%, 91.9% ± 0.952%, respectively), respectively of humic acid and in the form of anatase/rutile TiO₂ (82% ± 3%). Hence, the efficiency of removing BDE-209 can be maximized while being cost effective at the said operating conditions.     

废弃电路板中多溴联苯醚的溶出规律研究

采集浙江台州电子垃圾拆解区的废弃印刷电路板,研究其粉体在不同溶剂(甲苯、乙醇、三氯乙烯水溶液和处理前后的垃圾渗滤液)中多溴联苯醚(PBDEs)的溶出规律.同时,采用气相色谱-负化学离子源-质谱联用仪(GC-NCI-MS)检测了上述溶出剂中8种PBDEs同系物的浓度.实验结果表明,电路板粉体(粒径180～380μm)在甲苯、乙醇和三氯乙烯(TCE)水溶液中达到溶出平衡时(甲苯48h,乙醇96h,TCE水溶液240h),PBDEs同系物溶出的总量(∑8PBDEs)分别为2320.06、1946.17和79.38mg·kg-1,处理前后垃圾渗滤液中PBDEs在20d达到溶出平衡,溶出总量分别为1042.12μg·kg-1和23.63μg·kg-1,均以BDE99和BDE47为主;电路板中PBDEs的溶出受粉体粒径影响较大,粒径越小,PBDEs越容易溶出.     

西安城区秋季大气中多溴联苯醚的污染特征及来源分析

为了评估西安大气中多溴联苯醚（PBDEs）的污染程度,2008年8～10月,利用大流量主动采样器采集了西安城区气态和颗粒态大气样品.分别利用GC-MS和GC/ECD对低溴PBDEs和BDE-209进行分析,12种PBDEs的总浓度（气相＋颗粒相）范围为37.43～620.30 pg/m3,平均值为216.28 pg/m...     

生产源区人血中多溴联苯醚水平与甲状腺激素相关性研究

采用气相色谱/负化学电离源-质谱法对莱州湾南岸地区十溴联苯醚生产源区36位居民血清中的5种多溴联苯醚浓度进行了检测,同时测定了样品中的甲状腺激素水平.血清中Σ5PBDEs（BDE-28、-47、-153、-183、-209）的质量浓度范围（以脂重计算,下同）为130.3～4 478.4 ng.g-1,平均值为529.9 ng.g-1.5种同族体中,BDE-209对Σ5PBDEs的平均贡献率达到了69.8%.在与甲状腺激素水平的相关性研究中,计算了两者的Spearman秩相关系数,结果显示BDE-28、-47、-153、-183与TSH水平呈高度负相关,BDE-183与fT4水平呈现显著性负相关,而BDE-28、-47与T3,BDE-28、-153、-183与fT3之间均呈现显著性正相关.本研究中,生产源区人体血清中PBDEs水平处于较高的暴露水平,主要同类物为BDE-209,人体对PBDEs的暴露会影响上述4种甲状腺激素的水平,PBDEs对人体的影响不容忽视,有关PBDEs暴露水平与甲状腺激素水平之间的相关性,应进一步深入研究.     

珠江口水环境中多溴联苯醚生态风险分析

以多溴联苯醚(PBDEs)作为研究对象,对珠江口水环境中多溴联苯醚进行了生态风险问题形成、生态风险分析及生态风险表征。研究结果表明,珠江口水环境中多溴联苯醚的生态风险主要来自五溴联苯醚,其在水相和沉积物相中的计算结果分别为0.000057和0.0073,目前珠江口水环境中多溴联苯醚的生态风险水平较低,暂无生态风险。     

电子垃圾拆解地表层土壤中的多卤代芳烃及其潜在污染源

通过收集典型电子垃圾拆解区的电子垃圾碎屑以及拆解现场和对照区的表层土壤（0～5 cm深度）样品.采用GC/MS 5975B对样品中PHAHs进行分析.结果发现,在采集的三大类电子垃圾碎屑中电缆绝缘层含有最高浓度的PBBs（35.25 ng·g^-1）,其中以PBB2、PBB3和PBB15为主的低溴代联苯占到总量的38%.电子元件填充物中的∑PBDEs和PBDE209检出浓度最高,分别为29.71 ng·g^-1和4.19×103 ng·g^-1;PBDE153和PBDE183是最具支配地位的同族体,分别占PBDEs总量的43%和24%.电缆绝缘层中的PCBs浓度在所收集的电子垃圾碎屑中最高（680.02 ng·g^-1）.拆解现场表层土壤中PHAHs的污染特征与电子垃圾碎屑中PHAHs的污染特征相一致,而且其污染水平明显高于对照区土壤相应PHAHs的浓度水平.表明电子垃圾中PHAHs是当地土壤环境的重要污染源.     

GC/MS法测定生物样品中多溴联苯醚类化合物

本研究建立了多溴联苯醚（PBDEs）生物样品分析方法,获得了优化的前处理条件、气相色谱和质谱检测条件.对定性定量方法及实验条件必须满足的要求进行了评价.通过质量控制（quality control, QC）对整个方法进行了验证.结果证明,本研究所建立的分析方法满足生物样品PBDEs测定的要求,回收率在50.5%～112.3%之间,回收率相对标准偏差在5.3%～9.9%之间,方法检测限在7.1～161.8 pg/g之间.在建立的方法基础上,测定了部分养殖和野生鱼类样品,测得的野生鳜鱼和鲫鱼以及2个养殖鲈鱼样品的结果分别为1.53、1.11、5.31和6.15 ng/g(干重),其中主要的同族体为BDE47.     

四川妇女血清中多溴联苯醚的浓度水平与组成特征

用气相色谱-质谱的选择离子法测定四川省妇女血清中多溴联苯醚的质量浓度,并对其组成特征及主要来源进行了研究.在被测的11种多溴联苯醚当中,BDE-209是主要成分,质量浓度从0.12～2.38μg.L-1,中值为0.63μg.L-1,占多溴联苯醚总量的质量分数为63.57%～90.34%,其次是BDE-66、-99和-100,其它多溴联苯醚几乎没有检出,表明污染主要来自十溴联苯醚,其次是四溴和五溴联苯醚.实验结果与其它国家的数据相比,表明多溴联苯醚对普通妇女的污染在四川还处于一个较低的水平.     

厦门室内多溴二苯醚的沉降通量、季节变化与人体暴露水平

室内灰尘是人体对多溴二苯醚(PBDEs)暴露的重要乃至主要途径.吸尘器收集的灰尘中PBDEs的含量与室内人员血液中该物质含量的相关性较差,不适用于估算人体暴露剂量,也不能研究其沉降通量及其季节变化,用被动采样法采集室内降尘则可弥补这些不足.在厦门市选取家庭、办公室、机房和家具厂等采样点49个,用水平放置的玻璃板(四周用洁净铝箔围起)采集一年四季的降尘样品,对降尘中PBDEs的沉降通量、含量、组成、季节变化与人体暴露水平等进行研究.厦门家庭、办公室、机房和家具厂中ΣPBDEs(16种BDE的和,含BDE-209)全年沉降通量几何均值分别为6.1、3.0、1.1和179.8ng·(m~2·d)~(-1),家庭室内ΣPBDEs沉降通量是办公室的两倍,但全年家庭室内降尘中ΣPBDEs的含量(445.5 ng·g~(-1))仅略高于办公环境(384.0 ng·g~(-1)).厦门家庭、办公室、机房ΣPBDEs年均沉降通量与国内外城市相比处于较低水平.家具厂PBDEs沉降通量远高于普通环境.秋季ΣPBDEs沉降通量最大.各类室内环境四季降尘ΣPBDEs中BDE-209的百分比几何均值都在80%以上.家庭、办公室和机房室内ΣPBDEs沉降通量和降尘通量显著相关,而家具厂ΣPBDEs沉降通量与降尘通量无显著相关性.家庭和办公室Σ_(15)PBDEs沉降通量与电脑年龄显著相关,而与电器和家具数量、装修等无统计显著相关性.室内降尘是人体对ΣPBDEs尤其是高溴BDEs的一条主要暴露途径.     

PBDEs的来源特征、环境分布及污染控制

多溴联苯醚(Polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)生产应用、环境分布与生态风险之间的关系将如何影响我国的未来,具体涉及到工业、环境、健康、人类繁衍等的社会问题.由于PBDEs阻燃效率高,热稳定性好,价格便宜,作为添加剂被广泛应用在电子、电器、化工、交通、建材、纺织、石油等领域的阻燃产品中.PBDEs进入环境后迁移扩散并富集于沉积物和生物体内,进入人体后引起肝脏毒性、内分泌干扰、神经毒性和生育能力下降等而危害人类的健康.基于此,从生产应用、品种生产量、分子的物理化学特性以及毒性等的文献数据分析了PBDEs的来源特征与环境危害,分析这些性质对环境分布与污染控制的基础支持关系;从沉积物、水体、大气、水生生物、人体5个方面考察了PBDEs的环境本底浓度变化、分配关系、迁移规律、时间效应,分析了生产、应用与扩散的多因素影响关系,发现全球性PBDEs污染物蔓延的现象,沉积物是主要的归趋场所,室内空气中的浓度远高于室外,水中浓度较低,水生生物和人体均能富集PBDEs,通过饮食、母乳和呼吸摄入,可实现代际传播,污染的分布呈现介质与区域的不同特征;污染控制需要考虑点源技术与面源修复的联合,结合PBDEs的物理性质、分子结构及其化学特性,统计分析了微生物法、光化学降解法和零价铁还原法的原理及其有效性,根据PBDEs在产品中存在与分布的特点,提出收集-分离-富集-超临界催化还原和氧化毁毒的工艺,针对实际环境(以电子垃圾塑料和流域水体及沉积物为对象)中的PBDEs进行回收或处理,结合材料如催化剂的应用,从动力学和热力学方面提高PBDEs无害化的效率.最后,从生产管理、环境监测、风险评价、技术集成等方面提出了未来的努力方向.