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南京大学环境学院在环境污染处理研究方面取得新进展

四溴双酚A ( TBBPA ) 是应用最广泛的阻燃剂之一, 2001年其全球年产量达11.97万吨,其中中国的年产量目前也已达1.8万吨。TBBPA被认为是持久性有机污染物( POPs)的代表, 其作为危害物质被列在了《东北大西洋海洋环境保护条例》OSPAR的名录中。TBBPA具有低水溶性和较强的亲脂性, 易吸附于土壤颗粒物、沉积物中,传统污水处理技术很难将其从水中去除。因此,研究如何将其从水环境中有效地去除、防止其因再循环而引起对生物的危害,越来越引起人们的关注。漆酶自发现以来一直是生物学、化学和环境科学等领域十分活跃的研究热点,其最受关注的是漆酶对与木质素前体物质分子结构相似的许多环境污染物的降解作用,尤其在纸浆生物漂白、废水处理、环境污染物质去毒与降解等领域, 具有较大研究价值和应用潜力。

最近环境学院毛亮和高士祥课题组把漆酶应用于水中TBBPA的去除研究中,探索了天然有机质对此反应过程的影响;此外还利用敏感的水生生物——大型蚤作为测试生物,追踪了漆酶催化反应过程中TBBPA对水中大型蚤的毒性变化。研究结果表明,漆酶催化去除水体中TBBPA的反应快速便捷,并且可以高效地去除TBBPA对大型蚤的生物毒性,该成果发表在2013年的Environmental Science & Technology (2013, 47, 1001-1008)上。文中该课题组详细阐述了漆酶催化去除TBBPA的反应机理(如图所示)以及重要的环境因素如天然有机质的存在对该酶催化反应过程的影响。研究结果表明,漆酶能够高效催化去除水体中TBBPA,反应30min去除率便可达90%以上;反应产物既有断链小分子,也有断链后的生成的小分子和TBBPA的聚合物;水中天然有机质的存在不仅会影响反应速率,还会参与反应过程并有相应的交叉产物生成。毒性检测结果表明,经漆酶催化去除后,水中TBBPA对大型蚤的毒性可大大降低。

该工作采用一种绿色经济的酶催化方法来去除水体中的TBBPA,为日渐成为环境问题的典型溴代阻燃剂的污染处理提供了一种可行有效的方法。该项研究得到了国家自然科学基金的资助。

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图1. 漆酶催化去除TBBPA可能的生成产物以及随着不同反应时间对大型蚤毒性的变化。图右中蓝线代表不同浓度水平的TBBPA对大型蚤的毒性,黑线代表经过漆酶催化反应后不同时间下反应溶液对大型蚤的毒性变化。


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