Kinetics and pathways for the debromination of polybrominated diphenyl ethers by bimetallic and nanoscale zerovalent iron: effects of particle properties and catalyst

Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) are recognized as a new class of widely-distributed and persistent contaminants for which effective treatment and remediation technologies are needed. In this study, two kinds of commercially available nanoscale Fe⁰ slurries (Nanofer N25 and N25S), a freeze-dried laboratory-synthesized Fe⁰ nanoparticle (nZVI), and their palladized forms were used to investigate the effect of particle properties and catalyst on PBDE debromination kinetics and pathways. Nanofers and their palladized forms were found to debrominate PBDEs effectively. The laboratory-synthesized Fe⁰ nanoparticles also debrominated PBDEs, but were slower due to deactivation by the freeze-drying and stabilization processes in the laboratory synthesis. An organic modifier, polyacrylic acid (PAA), bound on N25S slowed PBDE debromination by a factor of three to four compared to N25. The activity of palladized nZVI (nZVI/Pd) was optimized at 0.3 Pd/Fe wt% in our system. N25 could debrominate selected environmentally-abundant PBDEs, including BDE 209, 183, 153, 99, and 47, to end products di-BDEs, mono-BDEs and diphenyl ether (DE) in one week, while nZVI/Pd (0.3 Pd/Fe wt%) mainly resulted in DE as a final product. Step-wise major PBDE debromination pathways by unamended and palladized Fe⁰ are described and compared. Surface precursor complex formation is an important limiting factor for palladized Fe⁰ reduction as demonstrated by PBDE pathways where steric hindrance and rapid sequential debromination of adjacent bromines play an important role.     

日用塑料制品中PBDEs的污染特征及其人体健康暴露风险

采用气相色谱/质谱联用仪和健康风险评价模型,研究了北京居民日常接触的典型日用塑料制品中PBDEs(多溴二苯醚)的赋存特征及其人体健康暴露风险. 结果表明:①塑料盆、垃圾桶、塑料垫、塑料板凳、拖把、热水壶壳、给水管、采暖管、排水管、拖鞋、收纳箱、文件框等12种日用塑料制品中w(∑₂₁PBDEs)为0.45~21.30 mg/kg,平均值为5.98 mg/kg. ②日用塑料制品中十溴二苯醚是主要的PBDEs同系物,w(十溴二苯醚)平均占w(∑₂₁PBDEs)的82.51%; 九溴二苯醚是次要PBDEs同系物,平均占9.76%;三溴~六溴二苯醚质量分数较低,平均占1.77%,日用塑料制品生产过程中添加含十溴二苯醚的废弃阻燃塑料是引起PBDEs污染的主要原因. ③成人通过呼吸吸入、皮肤接触和手-口3种途径摄入的PBDEs暴露量分别为295.77、44.29、0.00 pg/(kg·d),儿童通过3种途径的PBDEs暴露量分别为769.55、40.83、1.91 pg/(kg·d)表明呼吸吸入是主要暴露途径. ④日用塑料制品中PBDEs对成人和儿童的释放暴露非致癌危害熵分别为2.28×10-4和5.46×10-4,低于美国标准中可接受风险熵(1.0),表明日用塑料制品中PBDEs对人体的健康风险影响很小.      

天津塘沽海滨浴场沉积物中POPs的垂直分布

应用GC-MS对渤海湾潮间带天津塘沽海滨浴场沉积物中的多环芳烃、有机氯农药、多氯联苯和多溴联苯醚等持久性有机污染物的垂直分布进行了研究.4类污染物的污染水平依次为PAHs>OCPs>PCBs>PBDEs,其质量分数范围分别为113.1～1 040.0和7.6～118.1 ng/g,715.0～7 048.3和10.0～158.2 pg/g(以干质量计). 在0～50 cm深度,w(PAHs)相对较高且变化较大,50 cm以下深度,w(PAHs)逐渐降低且变化较小.在测定的16种PAHs中w(菲)最高,并随深度的增加而降低.污染源解析表明,PAHs的污染主要来自石油输入和煤、木炭等的燃烧. OCPs的垂直分布与PAHs类似,在定量的20种OCPs中,w(HCB)最高,其次是w(HCHs)和w(DDTs);研究表明HCHs和DDT没有新的输入. 在0～70 cm深度,w(PCBs)低且变化小,70～80 cm深度突增1个数量级. w(PBDEs)较w(PCBs)低1个数量级,在5～10 cm深度污染水平最高.      

五氟苯甲酰氯衍生色谱法分析水体中痕量羟基多溴联苯醚

以五氟苯甲酰氯(PFBCl)作为衍生化试剂,气相色谱-电子捕获检测器(Gas chromatography-electron capture detector,GC-ECD)为检测手段,建立了水体中痕量羟基多溴联苯醚(Hydroxylated polybrominated diphenyl ethers,简称OH-PBDEs)的酰基化衍生-GC/ECD检测方法.通过实验讨论了衍生化缓冲溶液、衍生化时间以及衍生后萃取溶液异辛烷的用量对检测结果的影响,确定了最佳的衍生化条件.在最佳的衍生化条件下,4-OH-BDE 42、4’-OH-BDE 49、6-OH-BDE 47、2’-OH-BDE 68和6’-OH-BDE 99的衍生化产物均获得了良好的分离度和色谱响应值.本方法的仪器检出限为0.02—0.14 pg,方法检出限为0.61—4.67 pg.L-1,标准曲线线性相关系数的范围为0.9973—0.9996,相对标准偏差均小于10%.3种采自大连市不同地区环境水样的加标回收率检测结果表明,所建立的分析方法适于水体中痕量OH-PBDEs的检测.     

多溴联苯醚、六溴环十二烷和四溴双酚A在环境中污染现状的研究进展

作为最主要的三大传统溴系阻燃剂(BFRs),多溴联苯醚(PBDEs)、六溴环十二烷(HBCD)、四溴双酚A(TBBPA)具有半挥发性、环境持久性和远距离传输性,目前在全球各种环境介质、生物体内广泛存在.毒理学研究表明,PBDEs、HBCD、TBBPA均具有明显的生物毒性和致癌性,对生态环境和人体健康存在潜在危害.本文简...     

典型污水处理厂中多溴联苯醚的分布特征、迁移及负荷研究

本研究通过对典型污水处理厂各构筑物进行采样分析,研究多溴联苯醚在污水处理厂中的分布、迁移和转化.结果表明,在污水处理厂所有污泥样品中都有PBDEs检出,PBDEs浓度范围在4226.76~9204.14 ng·g-1之间.其中,BDE-209是主导同系物,所占平均比例为83.16%(范围为75.75%~89.48%).该污水处理厂的进水样品中溶解态PBDEs总浓度为183.11 ng·L-1,而出水样品中溶解态PBDEs浓度则降至7.07 ng·L-1,PBDEs的去除率达到96%以上.所有污水样品中BDE-209都是最主要的同系物,所占比例在75.75%~85.68%之间,BDE-99和BDE-47是仅次于BDE-209的另外2种主要同系物.通过对污水处理流程中PBDEs的溶解态和颗粒态分配系数的研究得出,溶解性颗粒物对疏水性有机物在整个污水处理流程中的迁移、转化有重要的影响.该污水厂的日均PBDEs负荷量为21311.2 mg·d-1,污水经初沉池和二沉池处理之后分别有58.07%和39.91%的PBDEs被去除,即一共有97.98%的PBDEs被去除了,最后在出水中只剩2.02%的PBDEs.该污水厂通过出水的日均排放PBDEs的量为430.8 mg,通过脱水污泥日均排放PBDEs的量高达20880.4 mg.土壤在污泥农用之后PBDEs浓度年增加量为25.4μg·kg-1,污泥农用需要百年以上才能达到欧盟的规定限值.     

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.     

萃取-催化氧化光度法测定生物体中H2O2含量研究

提出萃取-催化氧化光度法测定生物体中H2O2含量的新方法.用稀土催化H2O2产生羟基自由基以氧化二苯基碳酰二肼,生成红色二苯基碳酰腙,其最大吸收波长为563.0nm;当二苯基碳酰二肼浓度一定时,△A563与H2O2含量呈量效关系.在0～30μmol/L H2O2 含量范围内,该法能简单、快速、精确地测定生物样品中H2O2实际含量.     

水样中痕量十溴联苯醚的分散液-液微萃取条件的优化

采用正交设计和Box-Penhnken响应面设计,对分散液-液微萃取技术萃取水样中痕量十溴联苯醚的条件进行了筛选和优化,得到最佳条件:四氯乙烯为萃取剂(10μl)、丙酮作分散剂(1ml)、pH范围5~9、离子强度,2%NaCl及萃取时间10min。此优化条件下分散液-液微萃取技术的萃取回收率可达92.37%~104.38%,富集倍数为508~611。优化条件下方法的线性范围为0.01~100ng/ml,检出限(S/N=2)为3.0pg/ml,加标回收率为96.25%~102.16%,精密度为5.44%~6.34%。     

The interaction mechanisms of co-existing polybrominated diphenyl ethers and engineered nanoparticles in environmental waters:A critical review

This review focuses on the occurrence and interactions of engineered nanoparticles(ENPs)and brominated flame retardants(BFRs) such as polybrominated diphenyl ethers(PBDEs)in water systems and the generation of highly complex compounds in the environment.The release of ENPs and BFRs(e.g. PBDEs) to aquatic environments during their usage and disposal are summarised together with their key interaction mechanisms. The major interaction mechanisms including electrostatic, van der Waals, hydrophobic, ...