多環(huán)芳烴pahs在環(huán)境中的分布和修復措施講訴

1、多環(huán)芳烴（PAHs）在環(huán)境中的分布和修復措施,,2024/2/27,2,Contents,,三. 多環(huán)芳烴的結構,,五.利用微生物和植物進行修復,▲,▲,2024/2/27,3,一. 多環(huán)芳烴的污染現(xiàn)狀,（1）我國土壤已普遍受PAHs污染 大部分地區(qū)PAHs土壤污染水平主要集中在中低污染水平，污染生態(tài)風險較小PAHs在我國土壤中呈不斷積累的趨勢,（2）北京、大連、天津、上海、廈門等地土壤中PAHs的污染最嚴重，污

2、染水平屬于嚴重污染，存在不可忽視的生態(tài)風險，要恢復其土壤多種用途具有很大困難,2024/2/27,4,（3）在同一區(qū)域內，城區(qū)、郊區(qū)和農村的土壤中的PAHs污染水平具有依次降低的趨勢，不同功能區(qū)之間土壤中PAHs的污染存在明顯的差異，充分說明了人類活動對區(qū)域內PAHs的污染所帶來的影響,一. 多環(huán)芳烴的污染現(xiàn)狀,表2我國大連和廈門地區(qū)不同功能區(qū)土壤中的PAHs濃度Table 2 Concentrations of PAHs in va

3、rious sampling areas in Dalian and Xiamen,China,2024/2/27,5,一. 多環(huán)芳烴的污染現(xiàn)狀,表1我國部分地區(qū)土壤中PAHs的濃度Table 1 Comparisons of PAHs concentrations in surface soils from various soils in China,（4）由于我國南北方在氣候、能源結構等方面的差異，使得我國南北方土壤中PAHs的

4、污染水平、分布特征和毒性特點有所不同,2024/2/27,6,二. 多環(huán)芳烴的來源和分布,天然源,2024/2/27,7,二. 多環(huán)芳烴的來源和分布,人為源石油化工廠、焦化廠、煉油廠等工業(yè)污染源,向大氣和水體排放相當數量的PAHs柴油機、汽油發(fā)動機工作時,由于燃料不完全燃燒產生一定量的PAHs修建公路使瀝青加熱時排放的瀝青煙氣,含有大量的PAHs露天焚燒廢舊輪胎、塑料及城市垃圾時排放的PAHs鍋爐燃燒、家庭小爐灶燃燒時排放的P

5、AHs、香煙煙霧中含有多種致癌性PAHs,用木炭燒烤肉制品時,排放的煙氣和食品中都產生大量的PAHs家庭裝修中,粘合木質材料的膠中含有PAHs,2024/2/27,8,分布：已知的多環(huán)芳烴約有200多種,它們能以氣態(tài)或者顆粒態(tài)存在于大氣、水、植物、土壤中。,二. 多環(huán)芳烴的來源和分布,2024/2/27,9,通過食物鏈在動物體內累積,嚴重危害人類健康,二. 多環(huán)芳烴的來源和分布,動植物,土壤、水,人體,,,,2024/2/27,10,

6、三. 多環(huán)芳烴的結構,2024/2/27,11,三. 多環(huán)芳烴的結構,2024/2/27,12,三. 多環(huán)芳烴的結構,苯并(a)蒽,苯并(a)芘BaP,2024/2/27,13,三. 多環(huán)芳烴的結構,戴乾圜對PAHs的致癌機理進行了較系統(tǒng)的分子軌道計算,提出了以離域能為參數的雙區(qū)理論,M區(qū)為代謝活性區(qū)域E區(qū)為親電活性區(qū)L區(qū)為脫毒區(qū)K區(qū)為雙重性能區(qū),2024/2/27,14,四. 生物體中的分布和毒性,4.1在植物體內的分布,,4

7、.1.1 表面附著,附著量與植物的表面積大小、表面性質污染物的性質、狀態(tài),2024/2/27,15,四. 生物體中的分布和毒性,,4.1.2　植物通過葉面、根系吸收,氣態(tài)PAHs,葉面氣孔,葉肉,維管束,整個植物體,根,維管束,土壤中PAHs,2024/2/27,16,四. 生物體中的分布和毒性,4.1.3 在植物各器官組織的分布,,萘在七種植物體內各器官的分配規(guī)律相似，均為根中最多，葉中其次，莖中最少?？梢悦黠@的看出萘由根吸附

8、以后通過莖傳到到葉中,2024/2/27,17,四. 生物體中的分布和毒性,,4.1.4 低濃度促進植物的生長，高濃度抑制植物生長,低濃度促進植物葉綠素的合成，高濃度抑制葉綠素的合成,在適度的萘脅迫下，植物可激發(fā)其自身的防御體系，誘導POD活性增大，以抵抗由于萘脅迫造成的氧自由基的增加,高污染下自由基的產生超過了POD的清除能力，使酶活降低,2024/2/27,18,四. 生物體中的分布和毒性,4.2.1在人體內的分布,氣態(tài)PAH,呼

9、吸道,肺部,消化道,血液循環(huán),食物中PAH,人體各部位,肝、肺細胞微粒體混合功能氧化酶,少部分隨糞便,羥基化合物或醌類（解毒）,2024/2/27,19,四. 生物體中的分布和毒性,,食物攝入人體內的PAH大部分可被人體吸收，經過消化道吸收后,經過血液很快遍布人體，人體乳腺和脂肪組織可蓄積PAH,2024/2/27,20,四. 生物體中的分布和毒性,,4.2.2人體內的代謝,BaP,7，8-環(huán)氧化物,7，8-二氫二羥基-9，10-環(huán)氧

10、化苯并[a]芘,2024/2/27,21,四. 生物體中的分布和毒性,,4.2.3多環(huán)芳烴對人體的毒性中樞神經血液粘膜(帶烷基側鏈的PAHs,強烈的刺激性及麻醉性）,2024/2/27,22,四. 生物體中的分布和毒性,,a.致癌性美國的卡諾等詳細分析了一系列有關肺癌流行病學調查資料,表明BaP濃度每100m3增加0.1μg時,肺癌死亡率上升5%還可以誘導其他多種癌癥。據流行病學研究發(fā)現(xiàn)長期接觸PAHs的工人容易患癌

11、癥,特別是皮膚癌、白血病、膀胱癌等,2024/2/27,23,四. 生物體中的分布和毒性,,與DNA形成共價鍵結合，造成DNA損傷，如果DNA不能修復或修而不復，細胞就可能發(fā)生癌變,2024/2/27,24,四. 生物體中的分布和毒性,b.多環(huán)芳烴的光致毒效應Bertilsson等觀察到多環(huán)芳烴和紫外光作用下,會產生有毒的光降解產物。例如:苯醌,會對微生物有毒害作用Katz等觀察到由BaP產生的BaP醌是一種直接致突變物,它將引起

12、人體基因的突變,同時也會引起人類紅細胞溶血及大腸桿菌的死亡,2024/2/27,25,四. 生物體中的分布和毒性,c.多環(huán)芳烴衍生物的毒性 可以和硝基、羥基、氨基等集團發(fā)生反應生成強致癌性的多環(huán)芳烴衍生物。 如：PAHs的OH-與NO3-反應可產生具有強致癌活性的直接致突變物NO2-PAHs,2024/2/27,26,四. 生物體中的分布和毒性,d.多環(huán)芳烴的其他危害改變人類細胞中T和B淋巴細胞的功

13、能和損害單核細胞孕婦接觸PAHs可能導致胎兒的免疫功能的損害和增加新生兒和幼兒患呼吸道疾病的幾率 細胞色素P450對多環(huán)芳烴的代謝活動誘使動脈硬化,2024/2/27,27,五. 利用微生物和植物進行修復,微生物降解多環(huán)芳烴一般有2種方式:一種是以多環(huán)芳烴為唯一碳源和能源;另一種是將PAHs與其他有機質進行共代謝。,5.1微生物降解多環(huán)芳烴方式,2024/2/27,28,五. 利用微生物和植物進行修復,5.2影響降解因素：

14、降解PAHs的難易程度取決于其化學結構的復雜性和降解酶的適應程度影響微生物降解PAHs的因素還有溫度、鹽度、pH值、通氣狀況、營養(yǎng)鹽和PAHs濃度,2024/2/27,29,五. 利用微生物和植物進行修復,a. 篩選分離高效優(yōu)勢菌種,許多細菌、真菌具有降解多環(huán)芳烴的能力,在多環(huán)芳烴高效降解菌中,研究最充分的是白腐菌Gramss等研究了不同真菌對PAHs的氧化能力,發(fā)現(xiàn)外生菌根真菌能夠利用四環(huán)的熒蒽和芘,5.3微生物修復方

15、法,2024/2/27,30,五. 利用微生物和植物進行修復,b. 尋找對難降解物有促進作用的共代謝物質,利用共代謝技術c. 組建遺傳基因工程菌(GEM)d. 投加外源菌,創(chuàng)造既適合于微生物生長又有利于降解有機物的生物代謝環(huán)境,2024/2/27,31,五. 利用微生物和植物進行修復,5.4植物修復機制,植物揮發(fā)植物固定植物轉化/植物降解植物提取(植物積累)植物泵取(phytopumping)根際作用,2024/2

16、/27,32,五. 利用微生物和植物進行修復,有些因素影響了化學物質在活植物體內的吸收和分布,這些因素包括:(1)化合物的物理和化學性質(例如:水溶性、蒸氣壓、分子量、辛醇-水分配系數Kow);(2)環(huán)境因素(例如:濕度、pH、有機質、土壤含水量);(3)植物特性(例如:根系類型、酶的類型)。,2024/2/27,33,五. 利用微生物和植物進行修復,根際作用,植物根部可能為微生物的生長提供了表面積,也可能改變土壤環(huán)境(例如:氧化

17、還原、濕度、通風等)使之利于降解。植物也可能產生和釋放有潛力改變PAHs生物利用性的物質到根際或影響微生物的種類植物也能釋放大量的酶進入土壤和水中,這些酶能降解PAHs,2024/2/27,34,五. 利用微生物和植物進行修復,5.5植物修復的局限性修復地點條件的多變性(例如土壤類型和氣候),可能不適合目標植物植物修復的周期相對較長植物只能完全礦化PAHs的極少部分,大部分存在于植物或周圍土壤中,在一定條件下可能重新回到

18、環(huán)境,2024/2/27,35,總結,多環(huán)芳烴(PAHs)是一類由兩個或兩個以上芳香環(huán)構成的化合物，在自然環(huán)境中分布及其廣泛。由于多數PAHs具有致癌性、致畸性，受到廣泛的關注。微生物修復技術是去除多環(huán)芳烴污染環(huán)境的最佳方法，它不僅經濟、安全，而且所能處理的閾值低、殘留少，其應用前景十分廣闊。植物修復和微生物修復結合是土壤中PAHs去除的有效手段。,2024/2/27,36,部分參考文獻,姜永海，韋尚正，席北斗.PAHs在我

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