新兴污染物HO-PBDEs在水相中的环境光化学活性

羟基多溴联苯醚(HO-PBDEs)是一类具有环境风险的新兴污染物，根据环境光化学的基本原理，该类化合物能够发生环境光化学反应，且可能具有独特的光化学反应途径。研究HO-PBDEs的环境光化学反应规律对于该类污染物的风险评价及污染防治具有重要意义。本项目拟合成代表性的HO-PBDEs系列物，采用模拟实验，考察水中HO-PBDEs的光解动力学、量子产率和产物分布；研究HO-PBDEs与活性氧物种(ROS)的反应活性以及典型的水环境因子(如腐殖酸、离子、pH、盐度)对光解的影响机制，以更好地理解实际水环境(如淡水、河口、海水等)中HO-PBDEs的光化学转化。采用量子化学计算的方法研究HO-PBDEs基态和激发态的性质、计算分子结构参数，建立该类污染物光化学活性(光解速率、量子产率、与ROS的反应活性等)的定量结构-活性关系(QSAR)；并结合产物分析，阐明HO-PBDEs的光解途径及机理。

羟基多溴联苯醚(HO-PBDEs)是一类环境中广泛存在的新型污染物，来源广泛并且具有内分泌干扰活性等毒理效应。根据环境光化学基本原理，水中HO-PBDEs能够发生光化学转化，并且可能具有与结构类似化合物PBDEs不同的光化学反应途径，因此，HO-PBDEs的水环境光化学行为有待于进一步研究。鉴于此，本项目合成了6种2~5溴取代的HO-PBDEs纯品，通过光化学实验、仪器表征和量子化学计算相结合的手段阐释HO-PBDEs的水环境光化学行为及相关机理。考察了不同解离形态HO-PBDEs直接光解、单线态氧(1O2)和羟基自由基(•OH)引发的光氧化降解的动力学、途径和产物，阐释了酸碱解离对HO-PBDEs光化学行为的影响；构建了HO-PBDEs光吸收、直接光解量子产率、直接光解速率常数、与1O2的二级反应速率(k1O2)和与•OH的二级反应速率常数(kOH)的定量结构-活性关系(QSAR)模型，预测了表层环境水体中HO-PBDEs的光解半减期；探讨了水中共存金属离子、可溶性有机质(DOM)和NO2-等对HO-PBDEs光降解的影响。同时，采用量子化学计算的方法，揭示了HO-PBDEs重要光化学产物二羟基多溴联苯醚和溴代二噁英(PBDD)的生成机制。完成了预定任务。此外，在原计划的基础上，本研究还针对HO-PBDEs的结构类似化合物PBDEs、抗生素等新型污染物的重要光化学过程做了拓展和比较研究。本项目的研究成果可用于HO-PBDEs同类物在表层水体中的光化学转化动力学及产物的预测，同时，也丰富了可酸碱解离化合物的环境光化学转化理论。