PAHs和PCDD-Fs在不同溫度下蒸汽壓的數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)及定量預(yù)測(cè)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(jī)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(qiáng),化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,一旦進(jìn)入環(huán)境中就易于在生物體內(nèi)蓄積,有較強(qiáng)的致癌和致突變作用,嚴(yán)重影響人類健康和生態(tài)環(huán)境,已引起環(huán)境科學(xué)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(píng)價(jià)有機(jī)污染物環(huán)境行為的重要參數(shù).因?yàn)槟壳耙呀?jīng)存在和即將進(jìn)入環(huán)境中的有機(jī)化學(xué)品很多,而且由于分析上的困難,要一一對(duì)它們?cè)诓煌瑴囟认碌恼羝麎褐颠M(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定顯然是不太可能的.所幸的是,雖然化學(xué)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(gòu)決定的.因此,根據(jù)結(jié)構(gòu)信息來建立蒸汽壓的理論預(yù)測(cè)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(gòu)、環(huán)境溫度與性質(zhì)之間的定量關(guān)系(QRSETP)"模型,應(yīng)用得到的模型來預(yù)測(cè)其它結(jié)構(gòu)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(xiàn)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(shí)驗(yàn)測(cè)定值,共計(jì)1113個(gè)數(shù)值.以PM3算法計(jì)算得到15個(gè)理論結(jié)構(gòu)參數(shù),采用偏最小二乘(PLS)回歸,運(yùn)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(yù)測(cè)模型.采用兩個(gè)程序來剔除冗余的變量從而得到最優(yōu)模型.得到的兩個(gè)最優(yōu)模型經(jīng)交叉驗(yàn)證的Q<'2><,cum>值均大于0.975,說明模型具有良好的預(yù)測(cè)能力和穩(wěn)健性.由于實(shí)驗(yàn)測(cè)定蒸汽壓需耗費(fèi)大量的時(shí)間和財(cái)力,而且由于分析上的困難,實(shí)驗(yàn)測(cè)定高沸點(diǎn)的半揮發(fā)性污染物蒸汽壓具有很大的困難,實(shí)驗(yàn)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(yù)測(cè)模型可作為獲得其在不同溫度下蒸汽壓值的一個(gè)簡便準(zhǔn)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(duì)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(duì)logPs有重要的影響.(2)以量子化學(xué)參數(shù),Connolly參數(shù)和溫度作為自變量,運(yùn)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(yù)測(cè)模型.PCDD/Fs的logP<,L>和log