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饮用水消毒副产物对人类的健康产生的副作用,使得对它们的研究成为环境科学的一个热点。氯化消毒副产物是天然水体中溶解性有机物和无机物和液氯反应生成的。在研究强致突变氯化消毒副产物3-氯—4-(二氯甲基)—5—羟基-2(氢)—呋喃酮(MX)的形成时,于国内外首次发现了一个全新的氯化消毒副产物-2,2,4-三氯—5—甲氧基—环戊—4-烯-1-3-二酮(TCMCD)。初步的Ames试验证实其具有一定的致突变性,存在潜在的毒性,因此,对其进行进一步的研究具有重要的理论与现实意义。
㈠自行设计了TCMCD的合成路线,在实验室内以七氯丙烷为原料,经五步合成了TCMCD的标样,得到1.2g的淡黄色晶体,总产率为13%,产品纯度在98%以上。接着将合成得到的产品通过质谱、红外光谱、核磁共振(氢谱、碳谱)等仪器分析手段进行表征,并与先前氯化产物的谱图进行比照,用全合成的方法再次确认了TCMCD结构的正确性。
㈡采用固相萃取大孔树脂吸附、GC/MS测定的方法对TCMCD的分析方法进行了研究,建立了一套饮用水中TCMCD的分离、富集、浓缩、定性定量方法。实验采用XAD-2大孔树脂吸附、乙酸乙酯洗脱、GC/MS定性定量,方法在高浓度时的平均回收率为66.9%,精密度为1.49%。并运用该方法测定了江苏省癌症高发区自来水厂中TCMCD的浓度,结果发现,在YCDF水厂中其浓度可高达80.1ng/L,且要比同一地点测得的MX的浓度高得多。另外,在研究过程中发现,TCMCD在极性的甲醇溶液中不稳定,会发生一定程度的变化,这也与TCMCD本身的性质有关。
㈢对TCMCD的生成前驱物和形成机理进行了探讨。从取代芳香酸、取代芳香醛酮、酚类和氨基酸四大类化合物中筛选出TCMCD的可能生成前驱物,并比较了各前驱物生成潜能的大小,其中以丁香酸的生成产率最大,可达到27.13×10-4mol/mol;研究结果还表明TCMCD存在着广泛的前体物质,取代芳香酸和取代芳香醛酮都可能是新DBP的主要前驱物,前驱物的结构特点主要是芳环上含有羟基或甲氧基的取代基,且羟基、甲氧基的位置对产物的形成也有一定的影响。以丁香酸为例,推测了TCMCD可能的形成机理。