可溶性Mn(III)的光化学形成及其对典型内分泌干扰物的转化机制研究
结题报告
批准号:
21806073
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
王星皓
学科分类:
B0603.大气污染与控制化学
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
曲瑞娟、陈静、潘晓雪、姚嘉一、徐新新、王思远、葛家利
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
可溶性Mn(III)是一种具有较强氧化活性的单电子氧化剂,在地球化学氧化还原系统中扮演着重要角色,其对有机污染物的环境转化过程也引发了人们的广泛关注。然而,目前有关Mn(III)在自然水体中的光化学形成规律还知之甚少,同时Mn(III)对有机污染物的转化机制也尚不明确。因此,本项目紧紧围绕Mn(III)的光化学形成机制,选取环境中17种典型内分泌干扰物(EDCs)为研究对象,研究其在Mn(III)介导下的转化行为、反应机理以及毒性效应变化。考察温度、腐殖酸、光照强度、无机离子以及pH等水质因子对污染物转化速率的影响;建立分子结构参数与反应速率常数之间的QSAR模型,从分子结构层面探究影响转化速率的主要因素;将相关理论计算与产物鉴定相结合,提出Mn(III)介导的内分泌干扰物单电子氧化转化机理与反应路径。这项工作可为实际水体中环境内分泌干扰物的转化、归趋和去除提供新见解和理论参考。
英文摘要
Soluble Mn(III) is an important one-electron transfer redox species that plays a key role in the geochemical redox system. It also attracts much attention in the transformation process of organic pollutants in real waters. However, there has been little plausible evidence for the photochemical formation of Mn(III) in natural water, and the mechanism of Mn(III)-mediated transformation of organic pollutants is not yet known. In this study, based on the photochemical formation mechanism of Mn(III), 17 kinds of typical endocrine disruptors (EDCs) has been selected as the environmental pollutants to study the Mn(III)-mediated transformation behavior, reaction mechanism and toxicity changes. The influence of various water quality factors (temperature, humic acid, light intensity, inorganic ions, and pHs) on the reaction rate constants was also systematically investigated, and the QSAR model between molecular structure parameters and reaction rate constants was established to reveal the main molecular descriptors affecting the reaction rate. Combining the relevant theoretical calculation and experimental results of product identification, the Mn(III)-mediated one-electron oxidative transformation mechanism and reaction pathway of EDCs was proposed. This work can provide new insights and theoretical references for the transformation, fate and removal of environmental endocrine disruptors in real water.
锰是自然界中丰度较大和最为活泼的元素之一,传统观点认为,自然环境中的锰主要是以溶解性Mn(II)和固态Mn(III/IV)这两种形式稳定存在。然而,国际顶级期刊《Science》近期研究中发现中间价态的溶解态Mn(III)也广泛存在于自然环境中。然而溶解态Mn(III)在自然水体环境中的光化学形成机制及其对污染物的转化过程仍不清楚。因此本项目通过竞争络合动力学模型阐明了溶解态Mn(III)的光化学形成机制,开展了Mn(III)对典型内分泌干扰物的转化去除动力学、反应机理及毒性消减评价研究;考察了腐殖酸等环境因素对污染物转化速率的影响;揭示了复合污染条件下的交叉聚合反应机制;构建了分子结构参数与反应速率常数之间的QSAR模型,从分子结构层面解释了影响转化速率的主要因素;将相关理论计算与产物鉴定相结合,提出Mn(III)介导的内分泌干扰物单电子氧化聚合转化机理与反应路径。围绕上述内容,项目发表了SCI论文5篇,申请中国专利1项。本项目有望为补充自然环境中Mn(III)的形成途径,并为酚类污染物的自然消减途径提供新思路。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.seppur.2021.118680
发表时间:2021-07
期刊:Separation and Purification Technology
影响因子:8.6
作者:Chu Longgang;Sun Zhaoyue;Fang Guodong;Cang Long;Wang Xinghao;Zhou Dongmei;Gao Juan
通讯作者:Gao Juan
Visible light and fulvic acid assisted generation of Mn(III) to oxidize bisphenol A: The effect of tetrabromobisphenol A.
可见光和黄腐酸辅助生成 Mn(III) 氧化双酚 A:四溴双酚 A 的作用。
DOI:10.1016/j.watres.2019.115273
发表时间:2019-11
期刊:Water Research
影响因子:12.8
作者:Yao Jiayi;Qu Ruijuan;Wang Xinghao;Sharma Virender K;Shad Asam;Dar Afzal Ahmed;Wang Zunyao
通讯作者:Wang Zunyao
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.est.9b05423
发表时间:2020
期刊:Environmental Science & Technology
影响因子:--
作者:Wang Xinghao;Xiang Wenrui;Wang Siyuan;Ge Jiali;Qu Ruijuan;Wang Zunyao
通讯作者:Wang Zunyao
Oxidative oligomerization of phenolic endocrine disrupting chemicals mediated by Mn(III)-L complexes and the role of phenoxyl radicals in the enhanced removal: experimental and theoretical studies
Mn(III)-L配合物介导的酚类内分泌干扰物的氧化低聚以及苯氧基自由基在增强去除中的作用:实验和理论研究
DOI:10.1021/acs.est.9b05423
发表时间:2020
期刊:Environmental Science & Technology
影响因子:11.4
作者:Wang Xinghao;Xiang Wenrui;Wang Siyuan;Ge Jiali;Qu Ruijuan;Wang Zunyao
通讯作者:Wang Zunyao
Enhanced and selective phototransformation of chlorophene on aluminum hydroxide-humic complexes
氢氧化铝-腐殖质复合物上氯酚的增强和选择性光转化
DOI:10.1016/j.watres.2021.116904
发表时间:2021
期刊:Water Research
影响因子:12.8
作者:Wang Xinghao;Pu Lirong;Liu Cun;Gao Juan;Gu Cheng
通讯作者:Gu Cheng
稻田土壤淹水期溶解态Mn(III)的形成机理及其对典型新烟碱类农药的转化机制研究
国内基金
海外基金