长三角地区水体中三苯甲烷类染料自然降解研究

三苯甲烷类染料应用广泛，通过多种途径进入自然水体，但是其在自然水体中的残留、消减和生态毒性未引起足够的重视。本研究拟对长三角地区水体以及水生生物与底泥中三苯甲烷类残留与降解产物进行调查分析，采用SPME、ASE、GPC等样品前处理方法，结合LC-MS等仪器分析污染物，以明确自然水体中三苯甲烷染料残留现状。于实验室内模拟三苯甲烷染料（如孔雀石绿、结晶紫）自然光降解和微生物降解，借助捕获剂及LC-MS分析等技术，获得可靠的降解转化产物数据与解解过程，阐明其降解机理，建立自然降解模型，并与自然水体研究结果相比较，修正模型。提取底泥有机质进行三苯甲烷染料吸附解吸实验，全面掌握其在自然水体中的迁移转化规律。进行鱼类和螺类长期暴露实验，开展鱼类细胞毒性实验，确定水生动物的生态安全浓度，提出水体中三苯甲烷类物质的水生态安全阈值,为水环境中三苯甲烷类物质的污染控制和水生态安全提供科学参考数据。

三苯甲烷类物质广泛应用于染料、兽药、食品添加、杀菌剂、法医鉴定等行业，可通过多种途径进入自然界。由于其致癌致畸致突变的特性，三苯甲烷染料生产废水的处理以及水产品安全引起了广泛关注，并且已经在欧美日等发达国家经济体禁用，但其在自然环境中的残留、归趋、毒性和生态风险仍未引起足够的重视。因此，有必要掌握其在自然水体中的归趋和转化特征，从而有利于降低该类物质对生态环境和人体健康造成的潜在风险，调控其相关社会生产环节，淘汰老旧工艺，研究开发更加安全有效的处理技术。. 本研究首次采用离子液体—微波辅助萃取后，高效液相色谱检测三苯甲烷类染料，建立了水体中三苯甲烷类物质灵敏的检测方法。在长三角地区水体（城市河流、污水处理厂、水产养殖塘等）中进行了三苯甲烷染料的调查，未能发现三苯甲烷类物质的残留。采用固相萃取建立了三苯甲烷染料及其降解产物的样品前处理方法，并且使用液相色谱-单位分辨离子阱质谱、高分辨飞行时间质谱、气相色谱-质谱建立了母体及产物准确高效的定性鉴定方法。根据实际地表水性质，考察了pH、腐殖酸、Fe2+、Ca2+、HCO3-、NO3-等因素对光降解的影响，采用实验室模拟光源和正交实验设计筛选光降解最佳条件，确定降解动力学参数；采用太阳光研究三苯甲烷染料近自然条件的降解效果，并对降解产物鉴定，阐明降解机理，填补了该类物质自然降解的空白。首次采用长江底泥样品研究三苯甲烷染料的吸附过程，探究了pH、离子强度、天然有机质、温度、搅动强度等影响因素，确定了吸附动力学、热力学、热动力学参数。通过实验室培养筛选，确定了一种高效降解细菌Pseudomonas sp.，能够取得很好的降解效果。在以上研究的基础上尝试建立了三苯甲烷类染料的自然归趋模型。同时，利用大型蚤进行急慢性暴露实验，尝试确定水生动物的生态安全浓度，提出水体中孔雀石绿的生态安全阈值，即急性阈值与慢性阈值。在完成既定任务的同时，课题也开展了纳米材料光催化增强降解三苯甲烷染料的研究，取得了较好的效果。. 课题完成了预定的目标任务，并做了相关的扩展工作，已发表SCI收录论文17篇，中文核心期刊论文1篇，另有部分论文待发表。研究成果将为三苯甲烷染料的环境污染控制和食品安全提供科学数据，为人体健康和环境保护提供建议，并且为其他污染物在自然环境中的归趋研究提供参考。