PAHs和PCDD-Fs在不同溫度下蒸汽壓的數(shù)據(jù)評價及定量預測模型.pdf

1、q多環(huán)芳烴(PAHs)和多氯二苯并二(口惡)(口英)/呋喃(PCDD/Fs)是廣泛存在于環(huán)境中的典型持久性有機污染物,其中PAHs主要來源于化石燃料的不完全燃燒,PCDD/Fs主要來源于城市垃圾燃燒、化工生產(chǎn)的副產(chǎn)物、造紙等生產(chǎn)過程.大多數(shù)的PAHs和PCDD/Fs脂溶性較強,化學性質(zhì)穩(wěn)定,一旦進入環(huán)境中就易于在生物體內(nèi)蓄積,有較強的致癌和致突變作用,嚴重影響人類健康和生態(tài)環(huán)境,已引起環(huán)境科學家的極大重視.飽和蒸汽壓分為固態(tài)飽和蒸汽壓(

2、Ps)和(過冷)液態(tài)飽和蒸汽壓(P<,L>),它們是評價有機污染物環(huán)境行為的重要參數(shù).因為目前已經(jīng)存在和即將進入環(huán)境中的有機化學品很多,而且由于分析上的困難,要一一對它們在不同溫度下的蒸汽壓值進行實驗測定顯然是不太可能的.所幸的是,雖然化學品的理化性質(zhì)(如飽和蒸汽壓)在表面上千差萬別,但歸根結(jié)底都是由分子結(jié)構決定的.因此,根據(jù)結(jié)構信息來建立蒸汽壓的理論預測模型就顯得尤為重要.此外,由于化合物的蒸汽壓具有較大的溫度依附性,因此該研究分別建

3、立了PAHs和PCDD/Fs蒸汽壓的"分子結(jié)構、環(huán)境溫度與性質(zhì)之間的定量關系(QRSETP)"模型,應用得到的模型來預測其它結(jié)構類似化合物在不同溫度下的飽和蒸汽壓值,并解釋影響蒸汽壓值及其溫度依附性大小的分子間作用力.具體可概括如下:(1)通過文獻調(diào)研,該研究系統(tǒng)地總結(jié)了自1949年以來PAHs在不同溫度下的所有Ps和P<,L>的實驗測定值,共計1113個數(shù)值.以PM3算法計算得到15個理論結(jié)構參數(shù),采用偏最小二乘(PLS)回歸,運用上

4、述蒸汽壓數(shù)據(jù)分別建立了PAHs在不同環(huán)境溫度下logP<,L>和logPs的定量預測模型.采用兩個程序來剔除冗余的變量從而得到最優(yōu)模型.得到的兩個最優(yōu)模型經(jīng)交叉驗證的Q<'2><,cum>值均大于0.975,說明模型具有良好的預測能力和穩(wěn)健性.由于實驗測定蒸汽壓需耗費大量的時間和財力,而且由于分析上的困難,實驗測定高沸點的半揮發(fā)性污染物蒸汽壓具有很大的困難,實驗值有較大的不確定性,這方面的數(shù)據(jù)依然比較匱乏.因此該研究建立的PAHs的定量

5、預測模型可作為獲得其在不同溫度下蒸汽壓值的一個簡便準確快捷的方法.研究結(jié)果顯示溫度和分子間色散力是制約PAHs的logP<,L>值的決定性因素.而對PAHs的logPs值來說,除了溫度和分子間色散力外,偶極-偶極作用力也對logPs有重要的影響.(2)以量子化學參數(shù),Connolly參數(shù)和溫度作為自變量,運用PLS分別建立了PCDD/Fs在不同環(huán)境溫度下logP<,L>和logPs的定量預測模型.PCDD/Fs的logP<,L>和log