（茶学专业论文）川渝地区传统烘青绿茶中多环芳烃的组成及浸出规律分析研究.pdf

两南大学硕十学何论文中文摘要 川渝地区传统烘青绿茶中多环芳烃 的组成及浸出规律分析研究 荼学专业硕士研究生潘科 指导教师杨坚教授 摘要 多环芳烃( p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ，简称p a h s ) 是指分子中含有两个 或两个以上苯环的碳氢化合物，可分为芳香稠环型及芳香非稠环型。p a h s 数量 大，分布广，对人类危害大，其中多种多环芳烃己被鉴定出具有致癌性。茶叶中p a h s 的主要来源于茶叶的加工过程及茶鲜叶对环境中p a h s 的吸附和吸收。本论文以 川渝地区带有烟味( 煤、柴) 和由加工原因造成带焦糊味的茶叶为研究对象，借 鉴现有相关研究成果，运用现代化学分析方法，对茶叶中的p a h s 进行了分析， 对茶叶中p a h s 在不同影响因素下的浸出率及浸出规律进行了研究，并通过研究 结果对茶叶中p a h s 对人体潜在的危害性进行了评价。 首先，对p a h s 的提取及检测方法进行了研究，确定了实验方法。1 6 种p a h s 标准样品的检测中，色谱图显示p a h s 分离效果好，出峰较尖锐，具有较好的选 择性；干茶中p a h s 的提取，p a h s 的加标回收率为7 2 3 1 0 5 7 之间，4 次重 复实验的标准偏差在5 0 8 一1 9 7 范围内，均低于2 0 ；茶汤中的p a h s 提取， 低环p a h s 的加标回收率较低，萘为2 5 5 ，3 环p a h s 为5 0 1 一5 8 9 ，4 6 环 为8 0 0 8 8 9 ，可能是由于p a l - i s 在冲泡过程中会挥发造成的，4 次重复相对 标准偏差低于1 9 。结果表明，本研究实验方法比较准确。 其次，对干茶中p a h s 的含量进行了定量分析并通过p a h 毒性相当因子转化 分析了各茶样的潜在毒性。横向和纵向比较了不同地区、不同烟味茶样中p a h s 的组成及含量的差异，结果表明不同地区茶样中p a l - i s 的组成和含量差异明显， 不同地区不同茶样中p a h s 组成和含量差异明显，同一地区不同茶样中p a h s 组 成和含量差异明显。但均表现出二氢苊浓度最高的特点。说明茶叶中p a h s 的含 两南大学硕十学位论文中文摘要 量及组成存在明显的地区差异性和显著的共性。 第三，对茶叶中p a h s 在茶汤中的浸出率进行了详细的研究。为了便于试验 结果的比较，本文选择了同一地区不同烟味的茶叶( 筠连煤烟、柴烟茶) 为研究 对象。首先参照大众的泡茶习惯设定了3 个泡茶因素，即冲泡时间、冲泡温度、 冲泡次数，并分别设置了5 个水平，分析了两个茶样在单个影响因素下，p a h s 在茶汤中浓度、浸出率及浸出规律，其次在单因素试验结果的基础上设计了3 因 素3 水平的正交试验，探讨在多因素复合影响下p a l - i s 在茶汤中浓度、浸出率及 浸出规律。试验结果表明，试验设计的3 个因素对p a h s 在茶汤中的浸出率都有 影响。其中影响煤烟茶和柴烟茶中p a l - i s 浸出率的最主要因素都是冲泡时间的长 短；检测出的p a l - i s 都集中在环数较少的p a h ，5 环的p a i l s 仅在较少的试验水 平中检出，无6 环的p a h s 检出，无论煤烟还是柴烟茶中p a h s 的浓度都以二氢 苊的最高：在冲泡次数影响下，煤烟茶、柴烟茶中p a h s 的总浓度和总浸出率， 比在冲泡时间和温度影响下要低。随着冲泡次数的增加，浸泡到茶汤中的p a h s 的总量会增加，柴烟茶比煤烟茶的结果更明显：煤烟茶、柴烟茶中p a i l s 的总浸 出率在单因素试验中都表现出一定的规律，柴烟茶受因素影响的作用较煤烟茶明 显：正交试验中，柴烟茶中p a l - i s 的总浸出率普遍比煤烟茶高。p a h s 在茶汤中的 浸出率受冲泡因素的影响是非常明显的。 关键词：烘青绿茶p a h s 组成浸出规律气相色谱 i i 两南大学硕十学位论文 a b s t r a c t s t u d yo nt h ec o m p o s i n g a n ds o a k i n gt e n d e n c y a n a l y s i so f p a h si ns e v e r a lg r e e nt e a so f s i c h u a na n dc h o n g o i n gr e g i o n s a b s t r a c t c a n d i d a t e ：p a n k e a d v i s o r ：p r o f j i a ny a n g p o l y c y c l i c a r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ( p a h s ) a r eh y d r o c a r b o n sw i t ht w oo r m o r e b e n z e n e si nam o l e c u l ea n dd i v i d e da r o m a t i ch y d r o c a r b o n sa n dn o n a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s p a h s h a v eal a r g ea m o u n ta n dd i s t r i b u t ew i d e l y ，c r i m ea g a i n s t h u m a n i t y ，i nw h i c hav a r i e t yo fp o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n sh a v e b e e ni d e n t i f i e d w i t hc a r c i n o g e n i c p a h si nt h et e aa t em a i nf r o mp r o c e s s i n go ft e aa n da d s o r p t i o no r a b s o r p t i o nf r o mt h ee n v i r o n m e n t t h i sp a p e rt o o kt h e t e ai ns i c h u a n - c h o n g q i n g r e g i o nw h i c hh a das t r o n gs m e l lo fs m o k e ( c o a l ，f i r e w o o d ) a n d i sc a u s e db yt h e p r o c e s s i n go ft e aw i t hs i n g ef o rt h es t u d y ，u s e de x i s t i n gr e s e a r c hr e s u l t sf o rr e f e r e n c e s ， u s e dt h ek n o w l e d g eo fm o d e ma n a l y t i c a lc h e m i s t r ya n de q u i p m e n t ，a n a l y s e dt h ep a h s i nt h et e al e a v e s ，s t u d i e dt h et h er a t eo fp a l - i sa n ds o a k i n gl a wi nt e as o u pa td i f f e r e n t a f f e c t i n gf a c t o r s ，t h e nu s e dt h er e s u l t st oe v a l u a t ep o t e n t i a lh a r mt ot h eh u m a n b o d yo f t h ep a h si nt h et e a 1 t h i sp a p e rs t u d i e do nt h ee x t r a c t i o na n dd e t e c t i n gm e t h o do fp a h sa n dd e t e c t e dt h e s t a n d a r ds a m p l e ：i ne a c ho f1 6p a h sd i v i d e d ，t h ep e a ko fp a h i ss h r i l l y ，a n dt h e s e l e c t i v i t yo fp a h si sp r e f e r a b l y t h ee x t r a c t i o no fp a l - i s i nd r yt e a ，t h er a t eo f p a h sr e c o v e r yi sf r o m7 2 3 t o1 0 5 7 ，a n dt h es t a n d a r d d e v i a t i o no ff o u r e x p e r i m e n t si sf r o m5 0 8 t o1 9 7 t h ee x t r a c t i o no fp a h s f r o mt e as o u p ，t h er a t e o fp a h sr e c o v e r yi sl o w n ai s2 5 5 ，t h r e er i n g sp a l - l si s f r o m5 0 1 t o5 8 9 ， f o u rt os i xt i n g sp a l - i si sf r o m8 0 0 t o8 8 9 ，s t a n d a r dd e v i a t i o no ff o u re x p e r i m e n t s i su n d e r b y1 9 t h er e u s l t si n d i c a t et h a tt h ee x t r a c t i o na n dd e t e c t i n gm e t h o do fp a h s i 两南大学硕十学位论文 a b s t r a c t 皇曼曼曼曼曼曼曼鼍曼皇曼鼍曼曼曼! ! 曼曼曼曼皇i 二i i 一 一 一i 曼i i sr e l a t i v e l ya c c u r a t e 2 t h i sp a p e rq u a n t i t a t i v e l ya n a l y z e dt h ep a h si nt h ed r yt e a ，t h e nt h r o u g ht h et o x i c p a hf a c t o ra n a l y z e dp o t e n t i a lt o x i c i t yo fe v e r yt e a t h i sp a p e rh o r i z o n t a la n dv e r t i c a l c o m p a r e dt h ep a h si nt h ec o m p o s i t i o na n dc o n t e n td i f f e r e n c e sf r o md i f f e r e n tr e g i o n s a n dd i f f e r e n tk i n do fs m o k et e a ，a n dt h er e s u l t ss h o wt h a tt h ep a h si nt h et e a e sf r o m d i f f e r e n tp a r t sc o m p o s i t i o na n dc o n t e n ta r eo b v i o u s l yd i f f e r e n t i nd i f f e r e n tp a r t s ， d i f f e r e n tk i n d so fs m o k ei nt h ec o m p o s i t i o na n dc o n t e n to fp a h sa r eo b v i o u s l y d i f f e r e n t i nt h es a m ea r e a ，d i f f e r e n tk i n do fs m o k et e ai nt h ec o m p o s i t i o na n dc o n t e n t o fp a h sa r eo b v i o u s l yd i f f e r e n t b u ta l ls h o wt h eh i i g h e s tc o n c e n t r a t i o no fp a h si s a c e n a p h t h e n ew h i c h s h o w st h a t t h e r ei sa l lo b v i o u s r e g i o n a l d i f f e r e n c e sa n d c o m m o n n e s so fc o n s t i t u t e sa n dc o n t e n to fp a h si nt e a 3 s t u d yo nt h er a t es o a k i n go ft h ep a h si n t e ai nd e t a i l i no r d e rt of a c i l i t a t e c o m p a r i s o no f t e s tr e s u l t s ，t h ep a p e rc h o s et h es a m ea r e ad i f f e r e n ts m o k e i n gt e a ( j u n l i a ns o o t ，f i r e w o o dt e a ) f o rt h es t u d y f i r s to fa l l ，b a s e do nt h ep o p u l a rd r i n k i n g m e t h o do ft e at os e t3e f f e c t i n gf a c t o r s ，t h a ti s ，t h ed i pt i m e ，t h ed i pt e m p e r a t u r e ，t h e d i pn u m b e r ，a n dw e r es e tu p5l e v e l ，t h e na n a l y s i n gt h ep a h s i nt h et w ot e as a m p l e s e f f e c t so fas i n g l ef a c t o r ，i nt h et e ai nc o n c e n t r a t i o n ，t h er a t eo fl e a c h i n ga n de x t r a c t i o n r u l e s ，t h i sw a sf o l l o w e db yas i n g l ef a c t o rt e s tr e s u l t so nt h eb a s i so ft h ed e s i g no ft h e 3 t h i sp a p e rs t u d i e do nt h er a t es o a k i n go ft h ep a h si nt e ai nd e t a i l i no r d e rt o f a c i l i t a t ec o m p a r i s o no ft e s tr e s u l t s ，t h ep a p e rc h o s et h es a m ea r e ad i f f e r e n ts m o k e i n g t e a ( j u n l i a ns o o t ，f i r e w o o dt e a ) f o rt h es t u d y f i r s to fa l l ，t h i sp a p e rb a s e do nt h e p o p u l a rd r i n k i n gm e t h o do ft e at os e t3e f f e c t i n gf a c t o r s ，t h a ta r e ，t h ed i pt i m e ，t h ed i p t e m p e r a t u r e ，t h ed i pn u m b e r ，a n dt os e tu p5l e v e l s ，t h e na n a l y z e dt h ep a h so ft w ot e a s a m p l e si n as i n g l ef a c t o r ，i nt h et e ai nc o n c e n t r a t i o n ，t h er a t eo fl e a c h i n ga n d e x t r a c t i o nr u l e s t h i sw a sf o l l o w e db ys i n g l ef a c t o rt e s tr e s u l t so nt h eb a s i so ft h e d e s i g no ft h e3 f a c t o r st h a tt h el e v e lo f3o r t h o g o n a lt oe x p l o r ei nm o r ec o m p l e xf a c t o r s u n d e rt h ei n f l u e n c eo ft h ec o n c e n t r a t i o no fp a l - i si nt h et e a ，t h er a t eo fl e a c h i n ga n d l e a c h i n gl a w t e s tr e s u l t ss h o wt h a tt h ee x p e r i m e n t a ld e s i g no ft h e3f a c t o r sf o rt h e p a h si nt h et e ae x t r a c tr a t ew i l lb ea f f e c t e d t h el o s so ft h ed i e s e ls o o ta n ds m o k ec h a c h ap a l - i si nt h el e a c h i n gr a t eo ft h em o s ti m p o r t a n tf a c t o ri st h el e n g t ho fb r e w i n g t i m e ；p a h sw e r ed e t e c t e di nt h el o o po nt h es m a l ln u m b e ro fp a h s ，5o ft h er i n g p a h sw e r eo n l yi nt h el o wl e v e lo ft e s t ，a n dt h ee x p e r i m e n td e t e c t e dn op a h s ， d e t e c t e dn o6o ft h er i n g ，r e g a r d l e s so fd i e s e ls m o k eo rs o o tc h ac h a ，t h ec o n c e n t r a t i o n i v 两南大学硕十学位论文 a b s t r a c t 曼曼皇曼! 曼蔓曼曼曼曼曼! 曼! ! 曼曼鼍曼曼曼皇- , m, i o fp a i l sh a st h eh i g h e s tc o n c e n t r a t i o no fd i h y d r o g e na c e n a p h t h e n e ；o nt h ei n f l u e n c e 0 ft h en u m b e ro fb r e w i n gt e a ，t h et o t a lc o n c e n t r a t i o na n dt h el e a c h i n gr a t eo fp a h si n t h es o o ta n ds m o k ec h a it e aa r el o w e rt h a no nt h ei n f l u e n c eo ft h eb r e w i n gt i m ea n d t e m p e r a t u r e w i t ht h ei n c r e a s ei nt h en u m b e ro fl e a v e s ，s o a ki nt h et e aw i l li n c r e a s et h et o t a l a m o u n to fp a h s ，c h a it e ah a sa nm o r eo b v i o u sr e s u l tt h a ns m o k es o o t ；t h et o t a lp a h s o ft e as o o t ，s m o k ec h a it e ai nt h el e a c h i n gr a t eo fs i n g l e - f a c t o rt e s t sh a v es h o w na c e r t a i nd e g r e eo fr e g u l a r i t y ，t h ee f f e c to fc h a it e ao nt h ei n f l u e n c eo ff a c t o r sa r em o r e o b v i o u st h a ns o o tt e a ；o r t h o g o n a l ，t h er a t eo fe x t r a c t i o no fp a h si nc h a it e ai sh i g h e r t h a ni ns o o tt e a p a h si nt h ee x t r a c t i o nr a t eo ft e ab r e w i n gb yt h ei m p a c ti sv e r y o b v i o u s k e yw o r d s ：d r y i n gg r e e nt e a ；p a h s ；c o m p o s i n g ；e x t r a c t i o nr u l e ；g c v 独创性声明 学位论文版权使用授权书 学位论文作者签名：番，v 签字日期：沙彳年l 月乙d 导师签名：柄喀 导师签名： 刷嵫 签字嗍：战7 气胁日 文丑厶里 o l 文 论盘查成一注一 论 位金 宜拯 位 学生 巫工 学 趣 盒 的一 塑 ； 的一 l 室 或一 啦 文一盘一论一 印一 砩 论一磁一焦缠 环 一一一一 一 堂吐监 盟 一一 衄鲤 私一 腿 嗽 一一一一 一 堡论一宜可一 冲 关一变 研一 l 呶 一一一一 一 兰盥盘捡 本 盔扭南一行一 。一用。鞑盟鲢新一监硼卜 篮部一量量垡墙月 盍国一盟入一 论 两南大学硕十学何论文1 文献综述 1 文献综述 1 1p a h s 的结构、性质及危害 多环芳烃( p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ，简称p a h s ) ：是指分子中含有两个或 两个以上苯环的碳氢化合物，可分为芳香稠坏型及芳香非稠环型。芳香稠环型是 指分子中相邻的苯环至少有两个共用的碳原子的碳氢化合物，如萘、葸、菲、芘 等；芳香非稠环型是指分子中相邻的苯环之间只有一个碳原子相连化合物，如联 苯、三联苯等1 1 1 。p a h s 数量大，分布广，对人类危害大，其中多种多环芳烃已被鉴定出 具有致癌性【2 硎。1 9 7 9 年美国环保局( e p a ) 分布了1 2 9 种优先监测污染物，其中有1 6 种多环芳烃。据悉，2 0 1 0 年欧盟将正式限用p a h s 。我国政府也已经列出7 种多环芳 烃于“中国环境优先污染物黑名单”中【引。多环芳烃在环境中的累积已经越来越严 重的威胁着人类的健康，因此了解多环芳烃的种类、来源、分布和性质，阐明多 环芳烃对人体的危害，研究防治多环芳烃污染的措施，将有助于人们更好地保护 环境、净化环境，从而维护人类健康。1 6 种常见p a h s 的基本性质见表1 1 5 j 。 表1 11 6 种常见p a l - i s 的基本性质 t a b l e1 1t h ec h a r a c t e r i s t i c so f 】6p a h s 英文名中文名分子量分了式 致癌性 n a p h t h a l e n e萘1 2 8c 1 n h r0 “ a c e n a p h t h v l e n c苊烯 1 5 2 c ，肌( c h ) ，o + a c e n a p h t h e n e二氢苊 1 5 4 c l 池( c h ) ，o + f l u o r e n c芴 1 6 6 c 1 d - t l n0 + p h e n a n t h r e n e菲 1 7 8 c - 4 h 1 n0 + a n t h r a c e n e葸1 7 8c ，, i - 1 1 n + f l u o r a n t h e n e荧蒽 2 0 2 c - 挪，n0 + p v r e n e芘 2 0 2 c ，d - 1 1 n b e n z o ( a ) a n t h r a c e n c苯并( a ) 蒽 2 2 8 c - , 3 - i ，4 - c h l v s e n c届 2 2 8 c 1 r h ，0 + b e n z o ( b ) f l u o r a n t h e n e苯并( b ) 荧葸 2 5 2 g f l h t ，o + b e n z o ( k ) f l u o r a n t h c n e苯并f k ) 荧葸 2 5 2 c n h l ，o + b e n z o ( a ) p v r e n e苯并( a ) 芘 2 5 2 g n i l l 7 4 - 4 - i n d e n o ( 1 2 3 ，c d 岫v r e n e 茚苯( 1 , 2 ，3 一c d ) 芘 2 7 6 g ，h ”0 + d i b c n z o ( a ，h ) a n t h r a c e n e 二苯并( a h ) 葸 2 7 6 g ，h l ，4 - 垦曼磐q ( 鱼i 垃盟! 堕苤羞l 吐i2j 匕l 三菱毖茎22 2 互q 2 h 1 2唑 注：一表示无致癌性：0 + 表示怀疑具自致癌性：+ 表示致癌；+ + 表示强敛癌 两南大学硕十学何论文 1 文献综述 量! 曼! 曼曼曼! 曼! 鼍! 皇曼曼曼曼! ! 曼! ! 曼曼皇曼曼曼! 曼曼! 曼蔓! 曼! 曼曼曼i i 一。i iii ii i 曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇孽曼! 曼! 曼! 曼! 曼 多数p a j - i s 均具有致癌性，在目前己知的5 0 0 种致癌性化合物种，有2 0 0 多种为 p a h s 及其衍生物，强致癌性的p a h s 有苯并苯并【a 】芘、1 ，1 2 二甲基苯葸、二苯并 怜h ) 蒽、3 甲基胆葸、四甲基菲、1 ，2 ，9 ，1 0 四甲基葸等l 引。p a f i s 可以通过皮肤、 呼吸道、消化道等被人体吸收，有诱发皮肤癌、肺癌、直肠癌、膀胱癌等作用， 而长期呼吸含p a h s 的空气，饮用或食用含有p a h s 的水和食物，则会造成慢性中毒 1 7 1 。调查表h j j b a p ( h p 苯并芘) 浓度每增j 3 h o 1 p g l o o m 3 时，肺癌死亡率上升5 i 引。我 国云南省宣威县由于室内燃煤，空气中b a p 污染严重，成为肺癌高发区，有些乡肺 癌死亡率达到1 0 0 1 0 万以上【9 j ；在山区，许多居民经常笼火取暖，室内烟雾弥漫， 造成较高的鼻咽癌发生【1 0 j ；：在3 9 9 m 3 、2 9 9 m 3 浓度下工作5 年和2 0 年的工人， 前者大部分诱发肺癌，后者患多种癌症【l l j ；焦炉工人的肺癌死亡率同接触b a p 的浓 度密切相关l l2 。许多研究表明【l 引，p a h s 的真正危险在于它们的光致毒效应。科学 家将p a h s 的光致毒效应定义为紫外光的照射对多环芳烃毒性所具有的显著的影 响。研究表吲1 4 j ，多环芳烃对原生动物、水蚤、昆虫、水生无脊椎、水生脊椎动 物、植物和哺乳动物等都有较强的光致毒作用。有实验表明，同时暴露于p a h s 和 紫外照射下会加速具有损伤细胞组成能力的自由基形成，破坏细胞膜、损伤d n a , 从而引起人体细胞遗传信息发生突变1 15 1 。b e r t i l s s o n 等观察到多环芳烃和紫外光作 用下，会产生有毒的光降解产物例如：苯醌，会对微生物有毒害作用【1 6 j 。k a t z 等 观察到由b a p 产生的b a p 醌是一种直接致突变物，它将引起人体基因的突变，同时 也会引起人类红细胞溶血及大肠杆菌的死亡【r 7 。p a h s 还可以对生物体造成多种危 害。t r o i s i 等l l g j 研究了由于石油泄漏而产生多环芳烃污染领域中的海鸥，发现它们 普遍出现体温下降、脱水、体质衰弱等症状，而在它们的肝细胞中检测到多环芳 烃及其代谢物，证实它们确实受到多环芳烃的毒害作用。b u r c h i e l 等通过研究发现 多环芳烃是一类重要的免疫制疫力的环境污染物，它可改变人类细胞中t 、b 淋巴 细胞的功能和损害单核细胞1 1 9 l 。j e d r y c h o w s k i 等经过研究证实孕妇接触p a h s 可能 导致胎儿的免疫功能的损害和增加新生儿和幼儿患呼吸道疾病的几率1 2 。侯海燕、 王丹等研究发现胎儿出生前和妊娠早期母体暴露于高浓度的多环芳烃是导致低出 生体质量、胎儿生长受限、早产、出生缺陷等不良出生结局的危险因素i z u 。d e t m a r 等的研究表明长期接触p a h s 的孕妇可能导致高的流产率【2 2 1 。h e u d o r f 等在一年的时 间里经过调查接触苯并芘的儿童发现，1 5 的儿童在肘部长过湿疹，1 0 的儿童患 过风疹，2 0 儿童经常打喷嚏和流鼻涕或鼻塞，1 5 的儿章流过鼻血，2 5 的儿童 感觉呼吸困难，4 2 的儿童经常干咳，6 0 的儿章经常患感冒【矧。多环芳烃被证实 还可以诱使动脉硬化，据报道，细胞色素p 4 5 0 对多环芳烃的代谢活动是多环芳烃 诱使动脉硬化产生的关键一步【2 4 1 。 2 两南大学硕十学位论文1 文献综述 1 2 环境中p a h s 的来源 多环芳烃主要来自于碳氢化合物不充分燃烧。不同污染源表现出特定的p a i l s 比值【2 5 , 2 6 j ，详见表1 2 。可以可以根据性质较接近的p a h s 的浓度比值来判断污染来 源，该方法简单，应用较多。p a h s 的来源主要分为天然来源和人为来源。天然来 源主要是微生物及高等植物( 烟草、胡萝卜等) 的生物合成，p a i l s 作为内源激素 促进它们的生长。此外，一些自然灾害也会产生p a h s ，如：火山爆发、森林大火、 草原大火等。人为来源主要包括以下几个方面：化学工业污染源，在焦化煤气、 有机化工、石油工业、炼钢炼铁等工业所排放的废弃物中有相当多的多环芳烃， 其中焦化厂是排放多环芳烃最严重的一类工厂。监测数据表明，其多环芳烃污染 指标的苯并【a 】芘( b a p ) 在焦化煤气工业所排放的废水中含量可高达2 5 4 4 6 0 p g l ， 大大高于0 0 3 p g l 的国家排放标准【5 】；交通运输污染源，研究表明，汽车、飞 机等交通工具排放的尾气中约含有1 0 0 多中多环芳烃，其中7 3 种已被鉴定，研究表 明，每辆客运车每年可排放2 1 0 吨b a p 1 l ；生活污染源，我国人1 3 众多，烹饪 过程中会产生大量的p a h s ，此项污染在我国不容忽视。戴树桂等1 2 7 j 在研究室内空 气中p a h s 的排放时，曾用中低流量( 1 1 0l m m ) 采样器在不同操作条件的厨房中 采样，测定p a l l 的排放特征。厉曙光等人1 2 8 l 也曾对某些食品行业操作间空气中的 p a h 进行过分析研究。但国内还没有发现表征烹调源的p a h s 源谱图：其他人为 源，生活垃圾经水浸泡后，产生含有大量多环芳烃的高深度有机废水。如果将垃 圾送入城市垃圾焚烧炉，也会产生多环芳烃。据测定，每小时处理9 0 t 的垃圾焚烧 炉每天排放的致癌性的多环芳烃总量达2 0 多千克【。表1 3 为全球每年排放到空气 q b b a p 的估计型2 9 1 。此外，香烟在燃烧过程中也会产生大量的p a h s 3 0 1 。 表1 - 2 不同能源特定p a h s 的比值 t a b l e1 2r a t i o so fc h a r a c t e r i s t i cp a h s 3 两南大学硕十学何论文1 文献综述 曼曼! 曼曼曼! 曼! ! 曼曼! 曼曼曼曼! 曼曼曼曼皇曼曼曼皇曼! 皇曼! 曼曼曼曼曼曼曼曼! 曼! 鼍-；m m m m ：u ：；一曼曼曼曼鼍曼曼! 曼曼皇曼! ! ! 蔓! 曼曼 表1 3全球每年排放到空气中b a p 的估计量 t a b l e1 - 3t h ea m o u n to fb a pe m i s s i o n si n t ot h ea t m o s p h e r ea n n u ag l o b a l 1 3 环境中p a h s 的分布 环境中p a t t s 主要分布在大气、水、土壤和植物中。在不同的分散相中，有 不同的存在形式。都有一定的分散规律。 1 3 1p a i l s 在大气中的分布 每年大约有几十万吨多环芳烃排入大气中。它们或是吸附在颗粒物上，或是 以气相的形式存在。四环以下的p a h s 如菲、葸、荧葸、芘等主要集中在气相部 分，五环以上的则大部分集中在颗粒物上或散布在大气飘尘中。在大气飘尘中， 几乎所有的p a i l s 都附在粒径小于7 1 1 9 的可吸入颗粒物上，直接威胁人类的健康 1 1 j 。此外，多环芳烃在大气中的含量和分布有随季节、区域变化的特点。据北京 市环境保护科学研究所研究，北京市采暖期大气中多环芳烃含量远比非采暖期高， 城区前者为后者的3 8 倍，郊区则为5 倍1 3 1 1 。天津市中心区在采暖期b a p 含量高 达7 8 9 p g 1 0 0 m 3 ，比北京市的工业区b a p 含量( 4 “1 0 0 m 3 ) 还要高。研究表明多环 芳烃在大气中的分布呈现一定的规律：自城区中心向外而减少，北方城市高于南 方城市，沿海低于内地。但值得注意的是，在大气中活泼的多环芳烃却在迁移过 程中稳定存在。例如，英国产生的多环芳烃可以迁移到挪威而没有明显降解【1 1 。 1 3 2p a l l s 在水体中的分布 多环芳烃在水体中可以以三种状态存在：吸附在悬浮性固体上；溶解 于水中；呈乳化状态。由于多环芳烃在水中的溶解度较小，它在地表水中浓度 很低，但多环芳烃易于从水中分配到生物体内或沉积物中，所以沉积物和生物体 中该类化合物的残余物浓度可达p p m 级。 1 3 3 多环芳烃在土壤和植物中的分布 p a l l 在土壤中的吸附是一种土壤与土壤水的分配过程。在该分配的过程中 p a h 的物理化学性质如亨利常数( h ) 、辛醇水分配系数( c o w ) 、蒸气压俨v ) 、分子 4 西南大学硕十学位论文 1 文献综述 曼曼曼! ! ! 曼曼曼! 曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼! i；_ ie e i。_ i 皇! 曼! 皇曼曼! 曼曼曼 大小、分子结构、半衰期及离解常数均影响其在土壤中的分布。通常，p a h 的可 溶性随苯环数量的增多而减少，挥发也随苯环数量的增多而降低。苯环数量与其 在土壤中的衰减量呈负相关。双环和三环p a i l 易被生物降解，而四环、五环和六 环n 很难被生物降解。随腼w 的增大p a i l 更倾向于分布在土壤颗粒上。随尸v 的 增大p a h 将更容易挥发。土壤颗粒的组成直接关系到土壤颗粒比表面积的大小， 将影响其对p a h 的吸附能力。w i l c k e 研究发现相同条件下壤土和粘土中的p a h 含量 相似且要高于砂土中p a h 的含量1 3 2 。土壤酸碱性的不同吸附p a h 的能力也不同。 在碱性条件下，土壤中部分腐殖质由螺旋态转变为线形态，提供了更丰富的结合位 点，降低了有机物的生物可给性；当p h 茎 叶 果实【4 4 1 。 综上所述，要系统地研究环境中的p a h s ，首先必须系统地研究p a h s 的来源、 分布及转移途径。p a h s 在环境中的浓度水平与环境所在地区密切相关。p a h s 在环 境中的浓度水平直接取决p a h s 的来源，环境所在地区的工业布局、人口数量、车 辆数量以及使用能源的类别都决定了p a h s 在环境中的浓度水平。 1 5p a h s 的降解研究进展 p a h s 在环境中通过多种途径得以降解，包括挥发、光氧化、化学氧化、土壤 颗粒吸收和浸滤作用纠4 5 1 ，此外还可以通过微生物、降解基因、降解酶等途径降 解m j 。从而减d 、p a h s 在环境中的浓度，减轻p a h s 的污染。 1 5 1 微生物对p a h s 的降解 能够参与p a h s 降解的微生物有常见的微生物有红球菌属( r h o a o c c o c u s ) 、假单 胞菌属( p s e u d o m o n a s ) 、分枝杆菌属( m y c o b a c t e r i u m ) 、芽抱杆菌属( b a c i l l u s ) 、黄杆 菌属( f l a v o b a c t e r i u m ) 、气单胞菌属( a e r o m o n a s ) 、拜叶林克氏菌属f ( b e y e r n c k i a ) 、棒 状杆菌( c o r y n e b a c t e r i u m ) 、蓝细菌( c y a n o b a c t e r i a ) 、微球菌属( m i c r 口6 c c u s ) 、诺 卡氏茵属( 锄以妇) 和弧菌属( 汤，f d ) 等【4 7 】。j i m a f i e l d 等分离出8 株白腐菌，它们 都具有降解多环芳烃的效果，其中的s p s t r a i nb o s 5 5 对葱及苯并花有很好的降解 效果，2 8 d 葸去除率能达9 9 1 2 ，苯并芘去除率达8 3 1 【镐1 。聂麦茜等研究了两株 假单胞菌对葱、菲、芘的降解作用，实验结果表明在单一p 蛆存在下，p c n 5 对葱 的降解效能最大，对菲最小，但p c b 2 对菲的降解效能最大；在混合葱、菲、芘反 应体系中，两株菌均对菲有较大的降解效能，葱次之，芘的竞争代谢能力最小1 4 9 j 。 侯树宇等研究了两株芽抱杆菌对芘的降解性能，结果表明这两株菌可以以芘为唯 一碳源，它们都能有效、快速地降解水中溶解态的芘【5 0 1 。多环芳烃的微生物降解 难易度取决于化学结构的复杂性和降解酶的适应程度。不同的微生物对各类多环 芳烃有不同的降解能力( 降解速率、降解程度) ，所以降解多环芳烃的途径就有较大 的差别。现有的研究资料表明微生物主要以两种方式代谢：一种是以低分子量多 6 两南大学硕十学何论文1 文献综述 环芳烃( 双环或三环) 为唯一碳源和能源；另一种是四环或四环以上的高分子量多环 芳烃与其它有机质的共代谢，所谓的共代谢是指利用一种容易降解的物质作为支 持微生物生长繁殖的营养物质，而同时降解另一种物质，但后一种物质的降解和 转化并不能使共代谢的微生物获得能量、碳源或其它的任何营养物质研究表明， 微生物的共代谢作用对难降解污染物p a h s 的彻底分解或矿化起主导作用【5 1 , 5 2 j 。 1 5 2p a h s 的光降解 根据p a h s 所处介质的不同，光对p a i l s 的降解可分为：p a h s 在液相介质中 的光降解，p a h s 在固相介质上的光降解，p a h s 在气相介质中的光降解。其 中p a h s 在液相介质中的光降解又分为p a h s 在液相中的光降解和液固界面上 p a h s 光降解【5 引。研究p a h s 光降解可以加深对p a h s 在环境中迁移、转化和归宿的 理解，同时，对水、土壤及大气中有毒有害有机污染物的深度光氧化治理具有实 际指导意义。光降解速率和量子产率是表征有机物光化学反应的2 个重要因子，它 们对于评价有机污染物的物理化学行为是必不可少的。1 9 9 4 年，m c d o w 等研究了 木材烟雾中常见的甲氧基苯酚类化合物等对6 种p a h s 在苯溶液中光降解的影响，发 现甲氧基苯酚类化合物对所研究的p a h s 光降解有很强的促进作用1 5 训。1 9 9 9 年，唐 玉斌和w a n g 等研究了葸和在甲醇水混合溶液中的光降解过程。结果表明，葸的起 始浓度对光降解没有影响，光降解速率常数随温度升高而增加，他们提出了在低 浓度条件下，p a h s 光降解表观上