一种评估三氟甲苯污染物的环境持久性的方法技术

本发明专利技术属于环境化学领域，提供了一种二氧化锰的制备，通过二氧化锰降解三氟甲苯污染物，得到一种评估三氟甲苯污染物环境持久性的方法。具体三氟甲苯污染物选择苯酚、苯胺、N

【技术实现步骤摘要】
一种评估三氟甲苯污染物的环境持久性的方法


[0001]本专利技术属于环境化学领域，具体涉及评估三氟甲苯污染物的环境持久性的方法研究。

技术介绍

[0002]随着氟化学的发展，越来越多的含氟药物出现在人们的视野中。氟元素的电负性强、原子半径小。氟的原子半径接近氢元素的原子半径，在含氟药物的制取中，部分有机分子的氢被氟取代，得到的分子形状较之前没有发生明显的变化，但是第一由于氟的高电负性，分子电荷的分布会产生较大的变化，比如分子的酸碱性和亲脂性；第二，由于氟原子的引入，可以提高生物利用度、增加对靶器官的选择性，从而减少药物的使用剂量。促进了含氟药物的快速发展。
[0003]其中最具代表性的是三氟甲苯药物的发展。由于
‑
CF3具有强吸电子性、亲脂性和稳定的C
‑
F键等特征在药物，农药和化学材料分子中引入三氟甲基(
‑
CF3)。三氟甲基能够提高药物分子代谢稳定性，增强药物在靶组织的分布，提高生物利用度；影响药物分子空间构象，改善化合物对靶标蛋白的选择性并提高蛋白质
‑
配体的相互合能力。三氟甲基的亲脂性，可以更好的渗透细胞壁细胞膜，从而达到防治病虫害和除草。三氟甲苯衍生物的化学类广泛用于各种商业产品的活性成分，如药品、杀虫剂、除草剂和作物保护剂；三氟甲基苯基是现代医药和农用化学品中常见的结构特征，也是氟加入商业上重要的有机化学品这一更大的、日益增长的趋势的一部分。
[0004]由于含氟药物的使用增多，排放到环境中的含氟药物也逐渐增多，这类化合物在环境中长期滞留、累积，威胁生态环境和人类健康。在瑞典进行的一项近14年的长期监测方案显示，吡氟草胺在地表水中经常被检出，浓度从0.01至0.1μg/L；在葡萄牙的地表水中，氟乐灵的含量高达950ng/L；加拿大某污水处理厂氟西汀进水的含量在9.0至26ng/L。另外，有一类含三氟甲基的精神类药物，该类药物在生物组织中具有一定的富集能力，具有潜在的慢性毒性效应。其次，对其生态毒性的资料分析表明：环境浓度的精神类药物对水生生物不会造成急性致死效应，但是能够影响生物的正常生长发育，扰乱生物体体内的内分泌功能，导致生殖器官、生殖机能和生殖行为异常，长期暴露会严重干扰水生生物的物种繁衍，对水生生态系统甚至人类健康具有潜在的威胁。因此，在许多这些化合物中发现的三氟苯族在环境中的命运问题对于理解这些污染物的持久性是很重要的。
[0005]先前的研究只研究了苯环上取代基的存在对三氟甲基直接光解脱氟的影响，而没有考虑三氟甲基的引入或者存在对物质本身在环境中的环境行为的影响；含三氟甲基苯的物质高度稳定，一般难溶于水，在环境中不易被生物降解。所以该类型物质一般被吸附于底泥中，存在底泥中的二氧化锰可能会对此类物质的环境行为有影响。
[0006]本专利技术选取三氟甲苯小分子为目标物，研究三氟甲基对二氧化锰降解三氟甲苯小分子的影响。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种评估三氟甲苯污染物环境持久性的方法，三氟甲苯污染物疏水，在水体环境中存在于水体底泥中，所以考虑底泥中的二氧化锰对三氟甲苯污染物的作用。通过对二氧化锰降解含苯环小分子和带三氟甲基的苯环小分子，比较它们的去除效果，来评价三氟甲基对三氟甲苯污染物环境行为的影响。由此更充分的理解三氟甲基药物的环境行为。预测新注册的三氟甲苯药物的环境持久性。
[0008]本专利技术采用如下方案实现：
[0009]本专利技术第一方面提供一种δ
‑
MnO2的制备方法，具体包括：
[0010](1)在一个烧杯中装满2L的去离子水，用氮气喷射大约2小时；
[0011](2)去除720mL喷射完的去离子水，用于配制：160ml 0.2M KMnO4，320ml 0.2M NaOH，240ml 0.2M MnCl2；
[0012](3)在剩余的1280ml去离子水中加入160ml 0.2M KMnO4和320ml 0.2M NaOH，用N2气体再喷半小时；
[0013](4)加入240毫升0.2M MnCl2，让溶液继续搅拌半小时，然后滴加240mL 0.2M MnCl2，同时保持溶液不断搅拌。这个过程要在3小时之内完成；
[0014](5)让步骤(4)中得到的二氧化锰颗粒沉淀。去除上清液，用去离子水替换，多次洗涤(多次离心)，使得上清液的电导率小于2μScm
‑1。然后将含水的固体放入冰箱冷冻两小时。
[0015](6)将冷冻后得二氧化锰使用冷冻干燥机进行干燥，干燥48h，得到δ
‑
MnO2。
[0016]本专利技术第二方面提供对二氧化锰降解含苯环小分子和相应的带三氟甲基的苯环小分子，具体包括：
[0017](1)将含苯环小分子和相应的带三氟甲基的苯环小分子分别与二氧化锰混合，磁力搅拌；
[0018](2)在特定时间取样并测定溶液中苯环小分子和相应的带三氟甲基的苯环小分子的浓度。
[0019]上述的二氧化锰降解实验中，步骤(1)中，二氧化锰为δ
‑
MnO2，浓度为0.1g/L，小分子浓度为50μmol/L，小分子选择苯酚、苯胺、N
‑
甲基苯胺、三氟甲基苯酚、三氟甲基苯胺和三氟甲基N
‑
甲基苯胺。
[0020]上述的二氧化锰降解实验中，步骤(2)中，检测小分子浓度的仪器为高效液相色谱。
[0021]本专利技术的有益效果在于：
[0022](1)本专利技术制作无定型二氧化锰的方法简单并且方法重复性好。
[0023](2)本专利技术提出二氧化锰降解含苯环小分子和相应的带三氟甲基的苯环小分子，模拟小分子在真实环境中的存在情况，能够更准确的理解该类污染物的环境行为提供重要参考。
附图说明
[0024]图1：二氧化锰材料的X射线衍射图(XRD)；
[0025]图2：δ
‑
MnO2降解苯酚、2
‑
三氟甲基苯酚、3
‑
三氟甲基苯酚和4
‑
三氟甲基苯酚图；
[0026]图3：δ
‑
MnO2降解苯酚、2
‑
三氟甲基苯胺、3
‑
三氟甲基苯胺和4
‑
三氟甲基苯胺图；
[0027]图4：δ
‑
MnO2降解N
‑
甲基苯胺、2
‑
三氟甲基N
‑
甲基苯胺和4
‑
三氟甲基N甲基苯胺图；
具体实施方式
[0028]为了使本领域技术人员能够更加清楚地了解本专利技术的技术方案，以下将结合具体的实施方式进行详细说明。
[0029]二氧化锰降解含苯环小分子和相应的带三氟甲基的苯环小分子实验，具体实验过程如下：
[0030]在30mL小瓶中加入17mL去离子水，加入2mL 0.1mol/L氯化钠溶液维持离子强度，加入1mL 1mmol/L小分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.δ
‑
MnO2的制备方法包括如下步骤：步骤一：用氮气喷射去离子水；步骤二：用一部分喷射完的去离子水配制KMnO4、NaOH和MnCl2；步骤三：剩余的去离子水加入KMnO4和NaOH，用氮气喷射；步骤四：然后滴加MnCl2，这个过程要在3小时之内完成；步骤五：将步骤四中得到的混合物离心，放入冰箱冷冻。步骤六：将步骤五中得到的二氧化锰放入冷冻干燥机干燥。2.根据权利要求1所述的δ
‑
MnO2的制备，其特征在于：步骤一中，氮气喷射两小时。3.根据权利要求2所述的δ
‑
MnO2制备，其特征在于：步骤二中，配制160ml 0.2M KMnO4，320ml 0.2M NaOH，240ml 0.2M MnCl2。4.根据权利要求3所述的δ
‑
MnO2制备，其特征在于：步骤三中，氮气喷射半小时。5.根据权利要求4所述的δ
‑
MnO2制备，其特征在于：步骤四中，溶液要不断搅拌。6.根据权利要求5所述的δ
‑
Mn...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙佩哲，费腾，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：