Study on the phototransformation of TBBPA in aqueous solution under solar light irradiation

Abstract

四溴双酚A（Tetrabromobisphenol A，TBBPA）作为目前使用量最大的溴代阻燃剂，因与甲状腺素的结构相似而被认为是潜在的具有持久性、生物累积性和毒性的化合物和环境内分泌干扰物，它在生产、使用及处理环节中可能造成的环境污染和生物体富集问题受到人们的广泛关注。 本论文选取四溴双酚A作为研究对象，研究其在模拟太阳光作用下水溶液中的光化学行为；以纯水体系和高盐水体系作为两个着重点，分别研究水环境中各常见要素，对体系中四溴双酚A光转化的影响及作用机制，希望能深入理解四溴双酚A在水环境中的光转化机理和环境行为。 取得的主要结果如下： （1）四溴双酚A在暗处不发生光化学反应，在光照后发生光化学降解反应，反应动力学研究表明，四溴双酚A光反应符合一级动力学方程，溶液在高pH值条件下，反应速率快，降解效率高。氯离子、硝酸根离子、碳酸根离子、硫酸根离子对四溴双酚A光降解情况影响较小，多为抑制作用。计算富里酸对四溴双酚A光降解的光屏蔽系数，证明富里酸在四溴双酚A光化学降解反应过程中，更多的是参与竞争光子； （2）在纯水体系，四溴双酚A光反应产物为三溴双酚A、羟基化三溴双酚A、羟基化二溴双酚A、4-异丙醇基-2，6-二溴苯酚、4-异丙烯基-2，6-二溴苯酚和2，6-二溴苯酚,其中以羟基化三溴双酚A为主。反应机理涉及还原脱溴、磁效应水解作用和单线态氧氧化作用三条路径。自由基验证试验提供了单线态氧在反应机理中发挥作用的证明。首次采用单体同位素分析证明磁效应水解是四溴双酚A光反应的主要路径，涉及到激发态四溴双酚A的变化； （3）对高盐水系中四溴双酚A的光化学反应实验发现，四溴双酚A除了发生纯水体系拥有的光化学反应，同时发生光致氯代反应，氯代反应产物为一氯三溴双酚A和羟基化一氯二溴双酚A，其中以一氯三溴双酚A为主。我们推测氯代反应与激发态四溴双酚A有关。自然海水水样中四溴双酚A光反应后有微量氯代产物生成，这表明了自然环境中光致氯代反应的可行性