環(huán)境持久性自由基EPFRS檢測布魯克EPR

環(huán)境問題如何危害健康？

• 研究發(fā)現(xiàn)，大氣顆粒物之所以危害巨大，主要是因?yàn)檫@些顆粒物中含有過渡金屬，多環(huán)芳烴類（PAHs）物質(zhì)和醌類物質(zhì)，以及一些壽命較長的，被稱之為“環(huán)境持久性自由基

（EPFRs）”的物質(zhì)。

• 工業(yè)垃圾，含有重金屬的工業(yè)產(chǎn)品，農(nóng)藥，肥料及除草劑侵蝕，這些物質(zhì)參與反應(yīng)形成環(huán)境持久性自由基（EPFRs），EPFRs不僅壽命長，化學(xué)性質(zhì)還非常活潑，EPFRs會(huì)導(dǎo)致越來越多的有毒物質(zhì)產(chǎn)生，產(chǎn)生活性氧類物質(zhì)（ROS），而ROS會(huì)引起氧化應(yīng)激，最終損傷植物，危害健康！

• 污水中的重金屬不能被微生物降解，經(jīng)食物鏈的富集作用，最終進(jìn)入人體。

要做什么？

• 首先，要通過一些檢測方法鑒定出哪些是被污染的，污染程度又如何

• 鑒定污染物是屬于什么，再對癥下藥

• 對于有機(jī)污染物，通常可以用生物方法處理

• 一些不能被生物降解掉的污染物，可以通過高級氧化處理（AOPs）將這些污染物氧化成失活的終產(chǎn)物

• AOPs是基于羥基 ∙ OH自由基（一類非選擇性ROS物質(zhì)）的化學(xué)作用

• 檢測出羥基自由基，并對其進(jìn)行定量，鑒別不同體系的去污能力，幫助研究人員更好地優(yōu)化體系，制定去污策略

EPR能做些什么？

• EPR是一種波譜學(xué)檢測手段，它檢測物質(zhì)中的未成對電子

• 未成對電子存在于自由基和金屬離子中

• EPR波譜可以鑒定出樣品中的未成對電子（指認(rèn)）

• EPR結(jié)合自旋捕獲技術(shù)，能簡單清晰地鑒定出羥基自由基 ∙ OH，并能對其數(shù)量/濃度進(jìn)行

定量計(jì)算

案例：

1.用自旋捕獲方法（Spin Trap）研究活性氧物質(zhì)（ROS）

用絕對自旋定量EPR方法確定出超氧自由基及羥基自由基的濃度

2. 光氧化

TiO 2 光催化反應(yīng)生成羥基自由基，用絕對自旋定量EPR方法確定出超氧自由基及羥基自由基的濃度

3.EPR在環(huán)境方面的應(yīng)用：空氣污染與EPR

環(huán)境持久性自由基- EPFRs

 它們屬于長壽命自由基，大氣顆粒物中的一部分▪ 它們的半衰期 – 數(shù)天到數(shù)月不等，某些甚至?xí)�達(dá)到無限長▪ 它們通常是一些典型的氧中心半醌類自由基或碳中心多環(huán)芳烴類自由基（PAHs）▪ 它們會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)ROS的產(chǎn)生活性氧及活性氮類物質(zhì)(ROS and RNS),也是大氣顆粒物PM中的一部分， 通過多環(huán)芳香烴類（PAHs）和醌類物質(zhì)的，氧化還原循環(huán)反應(yīng)產(chǎn)生，它們的壽命非常短，即存在的時(shí)間極短，但是卻具有毒性 – 因其強(qiáng)效的氧化效

EPR 能做的:

1.➢ 探測并鑒定大氣顆粒物中的ROS，PAHs，EPFRs及過渡金屬，并對其分別進(jìn)行定量分析

➢ 確定PM的潛在氧化性能，這一點(diǎn)對評估其潛在的不利影響是一項(xiàng)至關(guān)重要的評估標(biāo)準(zhǔn)

➢ 為了能更好地理解氧化機(jī)制，或者確定自由基的半衰期，可以采用時(shí)間維度動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，監(jiān)測自由基的反應(yīng)

2.礦物性粉塵和二級有機(jī)氣溶膠(SOA)中的自由基

▪ EPR能觀測SOA和礦物性粉塵的水溶液中具有毒性的O-中心及C-中心自由基類物質(zhì)

▪ 自由基的形成是源于氫過氧化物有機(jī)物（ROOH）的分解，這些分解通常是通過均裂或芬頓類反應(yīng)產(chǎn)生

EPR在環(huán)境方面的應(yīng)用：土壤污染與EPR

EPR 能做的:

➢ 檢測被污染的土壤體系中的EPFRs，ROS及過渡金屬，得到定性及定量結(jié)果

➢ 評估土壤及沉積物中的EPFRs對健康的影響，及其環(huán)境衍生物

➢ 監(jiān)測自由基反應(yīng)，以便更好地理解氧化機(jī)制，從而確定出這些自由基對人類健康的影響

EPR在環(huán)境方面的應(yīng)用：水污染與EPR

在 高級氧化處理（AOPs ）過程中減少操作過程花費(fèi)，并同時(shí)最優(yōu)化自由基的產(chǎn)生，從而能更好地提升地下水或其他水中污染物的處理技術(shù)

EPR 能做的:

➢ 探測，鑒定并對羥基自由基進(jìn)行定量測定，實(shí)驗(yàn)過程中，

AOPs過程中的其他活性氧物質(zhì)也能直接觀測到

➢ 從實(shí)驗(yàn)方面用數(shù)據(jù)確定AOPs的效果，以便對其進(jìn)行最大程度的優(yōu)化

➢ 監(jiān)控自由基反應(yīng)，以便能更好地理解反應(yīng)過程中的氧化機(jī)制，從而來確定污染物降解效率

典型客戶：南京大學(xué)，江蘇大學(xué)，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等

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