莱州湾区域表层沉积物中多氯化萘、多溴联苯醚和氯化石蜡的研究

本研究建立了沉积物中氯化石蜡（CPs）的分析方法，对莱州湾和该区域主要河流的表层沉积物中多氯萘（PCNs），多溴联苯醚（PBDEs）和CPs进行了分析，获得了他们在研究区域的含量水平、空间分布和单体分布模式，并初步探讨了它们在环境中的来源和迁移规律，估算了这三类污染物在莱州湾表层沉积物中的储量，初步评估了莱州湾沿岸的工业排放与人类活动对海洋生态环境的影响。 莱州湾海洋和河流沉积物PCNs的含量分别为65-470 pg/g dw，52-5100 pg/g dw，平均值分别为260 pg/g dw，1100 pg/g dw。莱州湾沉积物中PCNs的含量较低，与发达国家的背景值相当，主要河流沉积物与其他地区的近海、海湾、湖泊沉积物的含量相当。该区域的PCNs主要以5-Cl和6-Cl为主，为工业来源，主要受化工行业的影响。石化工厂热过程产生的低氯组分可能也是该区域PCNs的一个重要来源。莱州湾的PCNs主要来自水体颗粒的输入，而大气沉降来源的贡献不明显。 河流沉积物ΣPBDEs（不包括BDE-209）的含量分别为0.01- 53 ng/g dw，BDE-209的含量为0.74- 280 ng/g dw，平均值分别为4.4 ng/g dw，51 ng/g dw。在组成上，BDE-209占绝对优势，比低溴代BDEs高1-2个数量级，这是由于我国市场上十溴联苯醚是最主要的溴代阻燃剂。ΣPBDEs与亚洲一些地区含量相当，比北美和欧洲一些地区要低；BDE-209含量含量高出北美和欧洲一些地区，处于较高的水平。河流沉积物中BDE-47与-99，BDE-183与-153、-154具有很好的相关性，而且这几种单体质量分数相当，说明莱州湾区域存在五溴和八溴两种工业BDE阻燃剂来源。海洋沉积物中ΣPBDEs的含量为nd- 0.66 ng/g dw，平均值为0.32 ng/g dw，处于较低水平，BDE-209的含量为0.66- 12 ng/g dw，平均值为5.1 ng/g dw，与欧美一些地区相当，主要来自水体颗粒的输入。 本研究用电子捕获低分辨质谱（ECNI-LRMS）建立了沉积物中CPs的分析方法。该方法基于ECNI质谱对SCCP的响应与其氯含量在一定范围内呈线性关系的特性，建立SCCP的总响应因子与氯含量的工作曲线，从而建立定量方法。重点改进了传统方法中由于SCCP标准品和样品中氯含量不同所造成的响应因子的差别，不再要求标准品的含氯量与样品一致，从而提高了SCCP的分析效率与方法准确性。实验发现，当SCCP的实际氯含量在51%-63%之间时，二者线性关系良好（r2>0.96）。用不同氯含量的标准参考品测试，误差为8%-43%。仪器检测限和方法检测限分别为25-400 μg/L，20 ng/g。类似地，建立了中链氯化石蜡（MCCP）的分析方法，工作曲线的实际氯含量范围为44-57%，仪器检测限40-600 μg/L，方法检测限为6 ng/g。通过对比样品与标准品的峰形特征，严格控制保留时间来辨别SCCP与MCCP，实验证明由于二者叠加导致的误差：SCCP为8%，MCCP为14%，总体来说，用该方法得到的CPs数据是可靠的。本文所使用的净化方法能实现CPs与大部分有机氯化合物的分离。 用该方法对莱州湾的沉积物的CPs进行定量，除了两个河流样品MCCP的计算含氯量低于工作曲线以外，其他样品的SCCP和MCCP的计算氯含量都在工作曲线的范围之内。河流沉积物中SCCP和MCCP的含量分别为1-1200 ng/g dw，1-3300 ng/g dw，MCCP/SCCP均值为1.2；含量分布变化较大，一些河段受到工业排放的影响，CPs浓度高出均值1-2个数量级，MCCP/SCCP值也显著高出平均值。莱州湾区域大部分河流的CPs含量与欧洲、北美和日本一些地区相当，而一些受到点源污染的河段则处于较高的水平。河流中SCCP的质量分布在不同的站位不一样，在受到点源影响的样品中，C13的质量分数明显增大，占优势地位，可能是由MCCP携带的SCCP组分所致。MCCP的质量分布在河流和海洋中没有区别，都是C14占绝对优势。从氯取代的组分来讲，所有样品都是以6-8氯取代为主。海洋沉积物中SCCP和MCCP的含量分别为3-18 ng/g dw，1-13 ng/g dw， MCCP/SCCP均值为0.68，显著低于河流沉积物；SCCP的质量分布较为一致，都是以C10和C11为主。研究发现莱州湾区域SCCP与MCCP来源相似，但迁移规律有的不同。海洋环境中的MCCP可能主要来自水体颗粒的输入，而溶解态输入也是海洋环境中SCCP的重要来源。 对这三类污染物在莱州湾表层沉积物中的储量估算得到PCNs、ΣPBDEs、BDE-209、SCCP和MCCP在莱州湾表层0-10 cm沉积物中的储量分别为0.20t，0.25t，3.95t，6.52t，4.30t。拥有10%的渤海海域面积的莱州湾ΣPBDEs和BDE-209的储量分别占渤海海区总量的18-23%，18-32%，远远超过渤海的平均值。

Quantitative structure-property relationships for octanol-air partition coefficients of polychlorinated naphthalenes, chlorobenzenes and p,p '-DDT

The octanol-air partition coefficient (K-OA) is a key descriptor of chemicals partitioning between the atmosphere and environmental organic phases. Quantitative structure-property relationships (QSPR) are necessary to model and predict KOA from molecular structures. Based on 12 quantum chemical descriptors computed by the PM3 Hamiltonian, using partial least squares (PLS) analysis, a QSPR model for logarithms of K-OA to base 10 (log K-OA) for polychlorinated naphthalenes (PCNs), chlorobenzenes and p,p'-DDT was obtained. The cross-validated Q(cum)(2) value of the model is 0.973, indicating a good predictive ability of the model. The main factors governing log K-OA of the PCNs, chlorobenzenes, and p,p'-DDT are, in order of decreasing importance, molecular size and molecular ability of donating/accepting electrons to participate in intermolecular interactions. The intermolecular dispersive interactions play a leading role in governing log K-OA. The more chlorines in PCN and chlorobenzene molecules, the greater the log K-OA values. Increasing E-LUMO (the energy of the lowest unoccupied molecular orbital) of the molecules leads to decreasing log K-OA values, implying possible intermolecular interactions between the molecules under study and octanol molecules. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Controlling dispersed state and exfoliation process of clay in polymer matrix

In the present review, the authors do not try to provide a comprehensive review of researches on polymer/clay nanocomposites (PCNs), but some examples to demonstrate different exfoliation processes of the clay in various polymer matrixes and the dispersed state of clay. Interaction between polymers and layered silicates plays an important role in adjusting the exfoliation process of layered silicates and the microstructure of polymer nanocomposites. Properties of polymer/layered silicate nanocomposites mainly depend on the dispersed state of layered silicates. The authors will also address the outline of the present research in the direction of PCNs including the discussion of technical problems and their possible solutions.

青岛近岸沉积物中持久性有机污染物多氯萘和多溴联苯醚

对同一样品经索氏抽提、多级复合硅胶层析柱、渗透凝胶层析柱、氧化铝层析柱分离, 利用低分辨率气相色谱-质谱方法对青岛近岸5个表层沉积物和1个贝类样品中的31种多氯萘(PCNs)和21种多溴联苯醚(PBDEs)异构体的含量分布特征、毒性当量浓度及来源进行了研究. 总PCNs和PBDEs最高含量出现在河口处. 总PCNs含量范围为212~1209 pg/g (dw), 以3氯代PCNs为主. 总PBDEs含量范围为117~5510 pg/g (dw). 主要以6-氯以下(含6-氯)为主. 局部来源的PCNs来自垃圾焚烧、燃煤等高温过程. PBDEs则主要来自分子扩散. 除了在河口处受到城市污水污泥的影响之外, 大气沉降是青岛近海PCNs与PBDEs的重要来源. 青岛近岸贻贝中PCNs和PBDEs都相对于沉积物有富集作用. PCNs的总毒性当量浓度均低于PCBs总毒性当量浓度.