环境有机组分对FeS水体系下林丹非生物转化的影响研究.pdf

持久性有机污染物论坛2006暨第一届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集 环境有机组分对FeS一水体系下林丹非生物转化的影响 任明忠p，刘相梅2，彭平安3，许振成1 (1国家环境保护总局华南环境科学研究所，广州510655；2国家环境保护总局督察处；北京； 摘要：采用批处理的实验方法评价几种典型的环境有机质对缺氧或无氧FeS一水体系下林丹 非生物转化动力学的影响。对不同反应介质条件下林丹的非生物转化速率和产物分布进行了测定， 结果表明，反应体系中高浓度的表面活性剂对林丹的转化有明显的抑制作用；加入氢醌无论是对林 丹转化的速率和产物分布都没有明显的影响；体系中加入从自然环境中分离的天然胡敏酸对林丹的 转化速率有促进作用；2,2’．联吡啶明显地促进了林丹的转化速率，同时也改变了产物的分布。研究 结果表明水环境体系下与FeS共存的有机物质可能对有机氯污染物的自然衰减产生较大的影响。 关犍词：林丹；FeS；环境有机质；脱氯反应 广泛分布于自然水系和沉积物，海水及海盆环境，湖泊，以及地下水环境中的FeS矿物对有机 氯污染物的非生物转化具有潜在的活性[1】，以往的研究发现FeS的存在改变了原有水体系中有机氯 污染物的转化途径和速率，FeS在体系起到还原剂和催化剂的作用【2】。中科院广州地球化学研究所 刘相梅【3J对六六六的gamma异构体即林丹在FeS．水体系的非生物转化动力学进行了研究，发现林 丹既可以在FeS表面发生还原转化也可以在水相中发生水解反应，在弱碱性条件下，FeS明显地促 进了林丹的反应速率，这一研究表明，自然环境中FeS可能是六六六等有机氯农药自然降解的重要 因素。 自然环境中存在的有机化组分与Fe(II)和S(II)具有不同的亲和性，与有机污染物之间也存在着 萃取、吸附、络合等关系，这些相互作用对FeS．水体系下有机污染物的转化会产生影响。Buffer[4] 根据实验结果指出，含有酚基和羧基功能团的有机组分，如草酸盐、琥珀酸盐、氢醌等对FeS转化 六氯乙烷(HCA)的速率没有明显影响，而一些脂肪胺和含N的具二齿形螫合功能团的杂环芳香 化合物，如2,2’．联吡啶、1，10．菲、乙二胺四乙酸(EDTA)，可大大提高六氯乙烷在FeS悬浮液中的 转化速率，原因在于这种多核的芳香功能团有利FeS与目标化合物之间的电子传递。 鉴于上述情况，本研究选取了几种有代表性的环境有机质添加到Fes一水一林丹反应体系中， X．1 这些环境有机质包括：非离子表面活性剂Triton acid)。研究环境有机质对林丹在FeS 啶(2，2’-bipyridine)、以及来源于池塘底泥的胡敏酸(humic 一水体系下非生物转化的影响，目的在于能够为更加准确地评价诸如六六六等持久性有机氯农药在 缺氧的自然水生生态环境中的自然衰减过程提供更详细和有用的信息。 1实验部分 1．1实验条件 六六六、三氯苯、而氯苯、氯苯、苯和作为内标的五氯硝基苯购于美国Chemservice公司， 验器皿的净化和有机试剂的纯化参见文献[司。用于动力学实验的水溶液以及实验用玻璃器皿经高 灭菌，林丹脱氯反应在火焰封口的安瓿瓶中进行，以防止微生物作用对反应的影响；反应的温度和 187 持久性有机污染物论坛2006暨第一届持久性有机污染物全国学术研讨会论吝篝 震荡速度由恒温震荡箱(哈尔滨东联技术开发有限公司，HzQ·Q)控制，所有的反应在无氧条件下 进行。 山白石岗附近池塘淤泥经一系列分离和提纯过程获得，具体的分离方法和获得的胡敏酸的性质参见 温度250C的条件下进行，反应基质条件归纳于表l。 表1不同反应体系中林丹的转化速率常数与产物分布 注：‘‘+”和“一”分别代表反应速率显著升高和降低；‘‘广’表示不可比较；产物分布为反应97天的结果 1．2实验过程 实验采用批处理的方法，每个取样点两个重复，并设基质对照(不力nFeS)和空白对照(不加六六 六)，详细的实验过程参见参考文献[6】，简要实验过程为：在充满N2手套箱中用电子天平向每个安 瓿瓶中称取0．159FeS，用定量加液器向每个反应器中注入15mL含有一定浓度的上述某一种环境有 机组分的缓冲液，用注射器加入林丹甲醇溶液，使得反应体系中林丹的浓度为20M(低于林丹在