1 前言
1.1 研究背景
1.1.1 新兴环境污染物
a) 新兴污染物的概述和危害
随着全球工业化发展规模的扩大以及新兴污染物研究的逐渐兴起,新兴环境污染物(Emerging Comtaminants, ECs)逐渐受到环境各领域的广泛关注。ECs被定义为在环境中新发现的,或者是早已被发现认识但新进引起关注的,对人体健康及生态环境产生重大影响的污染物[1]。ECs主要包括:持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs)、环境内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs)、药品和个人护理品(Pharmaceuticals and Personal Care Products,PPCPs)以及汞等,以及他们的降解产物[2]。
持久性有机污染物(POPs)是一类持久存在于环境中,通过长距离传输及食物链的积累,对人类健康及环境造成不利影响的有机污染物。POPs主要种类包括有机氯农药类、多氯代二苯并对二噁英和多氯代二苯并呋喃、多氯联苯,以及后来列入《斯德哥尔摩公约》等几十种物质,其具有迁移性、生物毒性、致癌性、神经毒性、循环性等特性[3]。环境内分泌干扰物(EDCs)是一种外源性物质,指环境中存在的能干扰人类或动物内分泌系统诸环节并导致异常效应的物质,它们通过食物链传递进入生物体,使生物体形成假性激素并释放假性化学信号,从而干扰生物内分泌机制。EDCs分为天然化学物(天然雌激素、植物雌激素、真菌雌激素)和人工合成化学物(人工合成的雌激素、环境化学污染物(双酚A、多氯联苯、邻苯二甲酸酯、多环芳烃类等)),其具有生物蓄积性、潜伏周期长、毒性、持久性、致癌性等特点[4]。其危害是造成野生生物生殖异常,数量锐减至单一,甚至灭绝;干扰人类生殖激素,导致男性精子异常,生育力下降甚至绝育,女性出现性早熟、月经不调、子宫内膜炎、不孕等现象,严重者甚至会导致乳腺癌、子宫癌。药品和个人护理品(PPCPs)的最大来源来自于人体和动物用药[3]。人体或动物摄入医药品后,只留存少部分在体内发生代谢,大部分通过尿液或粪便等形式流入污水中;个人护理品则通过沐浴、洗漱、游泳等活动进入排污管后汇入生活污水;此外,一些不使用和过期的医药品则通过垃圾分类、厕所丢弃等方式最终也会汇入城市生活污水中。PPCPs种类繁多、浓度低、理化性质各异,同时环境介质复杂多样。其分类主要有:四环素类、磺胺类、大环内酯类、抗生素类、消炎药、兴奋剂、消毒剂杀菌剂、激素类等74种PPCPs物质。大部分PPCPs极性强、难挥发,难以脱离水环境,导致其大量储存在水环境中[5]。虽然EDCs和PPCPs类物质的持久性较POPs低,但它们的广泛使用和其较低的去除率导致其向自然水体排放速率较高,积少成多,导致其不亚于POPs对于人体健康和生态环境的危害,近年来更是引起了外界的广泛关注[3]。
本研究采用高级氧化处理方法对内分泌干扰物(EDCs)的目标污染物,即双酚A(Bisphenol A,BPA)进行处理。双酚A ,又称 2,2 - 双酚基丙烷,是目前世界上使用最广泛的工业化合物之一,而中国是世界上最大的BPA生产国和消费国之一,这导致了BPA及其衍生物在我国出现并引发水污染几率的增加[6]。近年来,BPA对人体健康的影响及安全问题已经成为人们探讨的热门话题[7]。
b) 双酚A(BPA)的理化性质及其污染现状
双酚A(BPA),又称 2,2-双酚基丙烷,其分子式为C15H16O2(结构图如下),BPA是一种白色针状晶体,密度为1.195(25/25℃),受热到180℃时分解,它一般不溶于水、脂肪烃,溶于丙酮、乙醇、甲醇、乙醚、醋酸及稀碱液,微溶于二氯甲烷、甲苯[8]。BPA与雌二醇化学结构相似,是一种环境内分泌干扰物质,主要用于生产聚碳酸酯、环氧树脂、聚砜树脂、聚苯醚树脂、不饱和聚酯树脂等高分子材料,也可用于生产增塑剂、阻燃剂、抗氧化剂、热稳定剂、橡胶防老化剂、农药、涂料等精细化工产品。在医药方面,是一种杀真菌药。而前二者占 BPA 消耗总量的 90% 以上[7]。
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