环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污染现状
环境友好的芳香化合物的硝化反应
环境友好的芳香化合物的硝化反应**** **********摘要本文简要论述了传统硝化反应的不足以及新型环境友好的芳香化合物的原位硝化方面的研究及其进展。
并简述了其未来的发展前景和方向。
关键词芳香化合物原位取代环境友好前言芳族硝基化合物是有机合成中重要的中间体，能够进行一系列非常有用的转化。
比较常见的合成硝基苯的方法是使用硝酸亲电取代制备。
但是，此方法反应条件太过剧烈，对仪器设备以及环境都会造成极大伤害。
因此，温和条件下的硝化方法定能为人类带来巨大的利益。
近年来，各国科学家在这方面的倾心研究也取得了一定的成果。
其中比较有代表性的是卤代芳烃的原位硝基取代反应。
研究类容及讨论通常情况下，我们使用硝酸和硫酸的混酸处理苯，硝基先和苯环碳原子结合，形成中间体，然后再失去质子形成硝基苯。
【1】图1. 传统方法制取硝基苯。
浓HNO3：浓H2SO4=1:2，温度：55~60℃最近，Buchwald和Fors已经开发出一种温和的具有区域选择性的原位硝化氯代芳烃、三氟甲烷磺酰基芳烃或九氟丁烷磺酰基芳烃得到硝代芳烃的方法。
该路径类似于曾报道过的三氟甲磺酸基芳烃的区域选择性氟化。
而在此之前，芳基硼酸已经被广泛地用作通用的合成子用于Suzuki偶联、Petasis反应及卤化反应。
Prakash等人已经使用Crivello试剂来对芳基硼酸进行原位硝化。
进一步修改的原位硝化方法包括作为一种具有选择性和高效性的本位硝化剂三甲基氯硅烷、硝酸盐的使用。
另一个由Saito和Koizumi开发的方法是在N,N'-二甲基乙二胺存在下青铜催化芳基碘/溴转化为硝基芳烃。
然而，这些方法的一般应用是有限的。
而Buchwald等人的方法对于许多芳香化合物都是一种十分有效的钯催化硝化方式。
同时该反应还具有很好的区域选择性和官能团容忍性。
许多硝化芳烃，包括硝化杂环芳烃都能在温和条件下得到高产率高纯度的制备。
4 -氯-N-丁基苯和0.5mol%[Pd2(dba)3],1.2mol%二芳基膦配体1与溶于叔丁醇中的亚硝酸钠反应为26 ％的产物提供了4 - 硝基-N-丁基苯。
国内外不同环境介质中多环芳烃的污染状况
国内外不同环境介质中多环芳烃的污染状况摘要：多环芳烃（PAHs）是环境介质中普遍存在的难降解有机污染物，广泛分布于全球且具有致癌作用。
本文综述了目前国内外在不同环境介质中PAHs污染情况，重点阐述其在大气环境，水环境，水体沉积物，海洋环境，土壤环境及生活环境中的受污染状况。
并就其在国内外的污染情况进行对比研究和分析。
关键词：多环芳烃（PAHs）环境介质环境污染多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是指一类含有两个或两个以上苯环以线状、角状或簇状排列的稠环型化合物，它属于持久性有机污染物，在环境中广泛存在。
多环芳烃大部分都有较强的毒性（致癌性、致畸性和致突变性），人类及动物癌症病变有70% ～ 90%是环境中化学物质引起的, 而PAHs则是环境中致癌化学物质中最大的一类[1]。
美国环保部(USEPA) 列出的优先控制污染物名单中包括16种多环芳烃，而我国国家环保部公布的优先控制污染物中，包括其中7 种多环芳烃。
环境中的多环芳烃来源广泛，主要分为自然和人为两种来源。
自然来源主要由于森林火灾、火山活动、植物和生物的内源性合成等。
而更主要的来源是人类的生活活动。
如有机物燃烧、化石燃料的不完全燃烧、生物质燃烧以及海上石油开发及石油运输中的溢漏等。
目前，国内外环境介质中普遍受到了PAHs的污染。
开展环境介质中PAHs污染调查，对保护人类和生态系统健康具有重要意义。
本文综述了PAHs分别在大气、水、沉积物、海洋、土壤以及生活环境中的污染情况，并将国内状况与国外状况进行了比较。
旨在了解国内外PAHs在不同环境介质中的污染状况。
分析在各种环境介质中PAHs的污染特点，为合理制定治理PAHs 污染的方案提供了参考依据。
1.大气环境大气环境中的多环芳烃主要来源于有机物，化石燃料以及木材等的不完全燃烧，随着烟尘废气排放所致，PAHs在大气中主要以颗粒态和气态两种形态存在。
大气颗粒物中多环芳烃来源与污染特征分析
大气颗粒物中多环芳烃来源与污染特征分析近年来，大气污染成为全球范围内的关注焦点之一，其中大气颗粒物是一种重要的污染物。
而在大气颗粒物中存在的多环芳烃，作为有机污染物的代表之一，对人类健康和环境产生了严重的影响。
因此，对大气颗粒物中多环芳烃的来源与污染特征进行深入分析，对于制定有效的污染控制策略具有重要意义。
首先，大气颗粒物中多环芳烃的主要来源可以归结为两类：一是人为活动排放，二是自然源释放。
人为活动排放主要包括工业生产过程中的燃烧及化学反应等，如汽车尾气、燃煤电厂和工业废气等；自然源释放主要包括森林火灾、植物的挥发和土壤中的挥发等。
这两类不同来源的排放方式和强度决定了大气颗粒物中多环芳烃的组成及污染水平。
其次，大气颗粒物中多环芳烃的污染特征需要通过监测和分析来揭示。
一方面，通过对大气颗粒物样品的采集和分析，可以获得多环芳烃的种类组成和浓度水平，从而了解其污染程度；另一方面，通过对不同地理区域和季节的监测数据进行比较，可以揭示多环芳烃污染的时空分布规律。
例如，一些研究表明，工业区和城市区域往往对大气颗粒物中多环芳烃污染贡献较大，而夏季和秋季的污染水平往往高于其他季节。
此外，大气颗粒物中多环芳烃的毒性和生态风险也是研究的重点之一。
已经有许多研究证实，多环芳烃具有致癌和致突变的潜力，并且可以累积在生物体内，进一步危害生态系统的健康稳定性。
因此，深入研究不同环境条件下多环芳烃的毒性特征，并评估其对生态系统的影响，对于全面认识大气颗粒物中多环芳烃的污染风险至关重要。
针对大气颗粒物中多环芳烃的来源与污染特征，采取相应的污染控制措施具有重要意义。
首先，需要从根本上降低人为活动排放源的污染物排放量，提高工业生产和能源利用的清洁程度。
其次，加强大气颗粒物多环芳烃的监测和预警体系建设，及时掌握污染水平的变化情况，为相关部门制定科学的污染治理政策提供科学依据。
此外，加强公众对大气颗粒物污染的认识和关注，提倡绿色出行和低碳生活方式，共同减少大气颗粒物中多环芳烃的污染。
芳香烃化合物在大气环境中的污染来源研究
芳香烃化合物在大气环境中的污染来源研究第一章绪论芳香烃化合物是一类具有芳香环基的有机物，具有特殊的化学性质和物理性质，广泛存在于自然界和人类活动中。
然而，由于芳香烃化合物具有较强的毒性和致癌性，其在大气中的污染对人类健康和环境产生了严重影响。
第二章芳香烃化合物的种类和特性2.1 芳香烃化合物的定义和命名芳香烃化合物是由若干个苯环组成的有机化合物，具有芳香性质。
芳香基是由一个或多个苯环形成的一个稳定的环，该环上的所有碳原子都是 sp 2杂化的。
2.2 芳香烃化合物的种类和结构芳香烃化合物包括单环芳烃和多环芳烃两种类别。
单环芳烃主要指苯、甲苯、二甲苯等，多环芳烃主要是指蒽、菲、苊、荧蒽等。
2.3 芳香烃化合物的物理性质和化学性质芳香烃化合物具有独特的物理性质和化学性质，如极性、沸点、熔点、溶解度等。
其化学性质包括氧化还原反应、取代反应、加成反应等。
第三章芳香烃化合物的大气来源3.1 自然源芳香烃化合物在自然界中的来源主要包括植物挥发、自然燃烧、地下矿藏等。
3.2 人为源芳香烃化合物在人类活动中的来源主要包括炼油厂、化工厂、交通运输等。
炼油厂和化工厂是芳香烃化合物的重要生产和排放源，而交通运输是芳香烃化合物的重要排放源。
3.3 大气化学反应芳香烃化合物在大气中会发生氧化反应，产生多种氧化产物，如臭氧、二次有机气溶胶等。
这些氧化产物对大气环境和人类健康产生了严重影响。
第四章芳香烃化合物的大气污染源芳香烃化合物在大气环境中的污染主要来自于燃烧排放、挥发排放和大气化学反应三个方面。
4.1 燃烧排放燃烧是芳香烃化合物在大气中的主要排放源。
燃烧排放主要来自于工业生产、交通运输和能源消费等方面。
4.2 挥发排放挥发排放是芳香烃化合物在大气中的另一个重要来源。
挥发排放主要来自于炼油厂、化工厂、油漆制造等领域。
4.3 大气化学反应芳香烃化合物在大气中的化学反应会产生多种氧化产物，如臭氧、二次有机气溶胶等，从而对大气环境和人类健康产生不良影响。
多环芳烃(PAHs)在环境中的分布和修复措施
多，叶中其次，茎中最少。可以明显的看出萘由根吸附
以2后019/通7/25过茎传到到叶中
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四. 生物体中的分布和毒性
4.1.4 低浓度促进植物的生长，高浓度抑制植物生长
低浓度促进植物叶绿素的合成，高浓度抑制叶绿素 的合成
在适度的萘胁迫下，植物可激发其自身的防御体系， 诱导POD活性增大，以抵抗由于萘胁迫造成的氧自由 基的增加
•Katz等观察到由BaP产生的BaP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
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四. 生物体中的分布和毒性
c.多环芳烃衍生物的毒性
可以和硝基、羟基、氨基等集团发生反应生成强致 癌性的多环芳烃衍生物。 如：PAHs的OH-与NO3-反应可产生具有强致癌活性的直 接致突变物NO2-PAHs
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五. 利用微生物和植物进行修复
5.3微生物修复方法
a. 筛选分离高效优势菌种 许多细菌、真菌具有降解多环芳烃的能力,在多环 芳烃高效降解菌中,研究最充分的是白腐菌
Gramss等研究了不同真菌对PAHs的氧化能力,发 现外生菌根真菌能够利用四环的荧蒽和芘
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大气
气、固两种 形式
水
吸附在悬 浮性固体 溶解于水 乳化状态
土壤
沉降 降 水 冲 洗 作用
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二. 多环芳烃的来源和分布
通过食物链在动物体内累积,严重危害人类健康
土壤、水
动植物
人体
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三. 多环芳烃的结构
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三. 多环芳烃的结构
大气中多环芳烃的研究现状
大气中多环芳烃的研究现状大气中多环芳烃(PAHs)是指一类有机污染物，通常是多个环状结构的官能团相互联系，其中至少有一个芳烃单元。
大气中的多环芳烃是指在大气中，对人类健康和生态环境产生影响的挥发性有机化合物。
它们可能来自于汽车尾气、室内污染物和工业烟气排放、自然过程，比如山火、森林燃烧等。
它们一般具有机官毒性、变性性、光催化活性以及生物累积性等特点，并能对大气线性缩略模型和大气范围模型产生影响。
它们也可以影响气溶胶等大气组分，增强大气颗粒物辐射效应，或者影响大气气溶胶颗粒物的混合形态。
实际上，大气中多环芳烃的研究以来已有许多研究成果。
近年来，关于大气中多环芳烃的研究已取得了一些重要的进展。
有关大气中多环芳烃的研究已经扩展到了对其分布、迁移和环境影响的研究。
其中，大气中多环芳烃的来源和排放已有相关的研究成果，包括汽车尾气、室内空气污染物和工业烟气排放、自然过程，如山火、森林燃烧等。
另外，人为活动时产生的有机物，如机动车和船只尾气排放，也会产生大气中的多环芳烃。
有关大气中多环芳烃的环境影响方面，近年来也有一些进展。
大气多环芳烃能影响大气线性缩略模型和大气范围模型，从而影响大气组分的分布和大气污染的演变。
另外，大气多环芳烃也能影响气溶胶的混合形态，从而增强大气颗粒物辐射效应，进而影响大气中其它组分的浓度。
大气多环芳烃还能通过毒性、变性性和光催化活性而可能侵蚀大气污染物，从而影响大气污染的控制。
此外，大气多环芳烃还能影响大气气溶胶成分的分布，引发区域气象的改变。
另外，大气中的多环芳烃会被大气中的其它组分吸收和转化，从而影响大气污染的演变。
大气多环芳烃还可能产生具有毒性的气态产物，从而影响人类健康，包括呼吸道、消化道和血液系统的疾病。
从以上分析可以看出，大气中多环芳烃已经成为当今环境污染领域的研究焦点，其在环境污染中扮演着重要的角色。
因此，相关研究有助于我们更加全面地了解大气多环芳烃的来源、排放、迁移、环境影响和生态效应，从而有助于指导有效的环境保护与管理措施。
多环芳烃的污染排放和控制趋势
长三角城市群大气中的多环芳烃分布与 来源
由于长三角城市群人口稠密，也是经济快速发展的 区域，环境空气中的污染物直接威胁到人体的健康。 在我国长三角城市群开展区域密集布点监测。在区空分布特征进行研究。 通过数据分析和对比，探讨大气中 PAHs 的潜在来 源，以期为阐明我国经济快速发展区域大气 PAHs 污染 演变趋势提供科学依据。
PAHs的危害
接触沥青、煤焦油等富含多环芳烃的工人，易发生 职业性皮肤癌； 云南宣威肺癌高发的主要危险因素是燃烧烟煤所致 的市内空气多环烃污染。 人体（非职业接触）接触多环芳烃的途径： • 污染了的大气（释放源为汽车、工厂和民用木材、煤、 矿物油）； • 污染的室内空气(香烟烟雾、敞口炉) ； • 吸烟 ； • 使用含PAH的产品 ； • 屋内灰尘 ； • 从污染了的土壤和水经皮肤吸收 ； • 污染了的食品和饮水 。
PAHs的时空分布特征
PAHs 季节变化趋势为秋季 ＞ 冬季 ＞ 春季 ＞ 夏季。 从空间上看，浓度较高的 PAHs 采样点不在城市而是在乡镇。 BaP与 PAHs 的时空分布基本一致，不同区域分布不均。
长三角城市群大气样品中PAHs总量与BaP量 的相关性
• 长三角城市群四季大 气样品中PAHs 的总量 与BaP的量呈显著正相 关关系( P＜ 0.01)，相 关系数为 0. 707。 •冬季大气中PAHs与 BaP的线性斜率远小于 其它季节，说明与其它 季节相比，冬季大气中 的BaP浓度相对偏高， 可能存在BaP排放较多。
利用主成分分析法进行PAHs污染 来源的解析
主成分分析法: 将包含所有来源信息的PAHs原始数据进行特征提取、 信息集中和降低维数 , 推求出一个或若干个综合性的特征 指标对环境样品进行分类识别 , 并通过对比各成分的矩阵 载荷量推测有关污染源的信息。
N-亚硝基、多环芳烃
多环芳烃环氧化物 ﹢ DNA、RNA和蛋白质
大分子结合而呈现致癌作用，成为终致癌
物。进一步代谢，形成带有羟基的化合物， 最后与葡萄糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽结合 从尿中排出。
6、防止苯并(a)芘危害的措施 ⑴防止污染，改进食品加工烹调方法： ① 加强环境治理，减少环境对食品污染； ② 熏制、烘干粮食应改进燃烧过程，选用
⑶制定食品中允许含量标准：我国目前已
制定的标准有：
熏烤动物性食品中 B(a)P含量≤5／μg／kg 食用植物油中 B(a)P含量≤10μg／kg。
(二)杂环胺化合物
1、食物中杂环胺的生成
杂环胺是当烹调、加工蛋白质食品时，从蛋
白质、肽、氨基酸的热解物中分离出来的一
类。含蛋白质食品如沙丁鱼、肉类在烘烤、 杂环胺产生愈多。
条件下稳定，在酸性条件下不稳定，易与NO
或NO2作用发生硝基化。
④其它：在苯溶液中呈蓝色或紫色荧光。可被
带正电荷的吸附剂（如活性炭、木炭、 Fe(OH)3)吸附。但不被带负电荷吸附剂吸附。
2、食品中B(a)P的来源：
多环芳烃主要由各种有机物如煤、柴油、汽油、
原油及香烟燃烧不完全而来。食品中B(a)P含量
煎炸、烘焙均可产生，温度愈高、时间愈长，
2．杂环胺的致突变性和致癌性
⑴致突变性：
⑵致癌性： 杂环胺对啮齿动物均具不同程度
的致癌性，主要靶器官为肝脏。
4．防止杂环胺危害的措施
(1)改进烹调加工方法：杂环胺的生成与不 良烹调加工方法有关，特别是过高温度烹调 食物。因此，首先注意的是不要使烹调温度 过高，不要烧焦食物；避免过多采用煎炸烤 的烹调方法。
我国五城市大气多环芳烃污染水平及健康风险评价
我国五城市大气多环芳烃污染水平及健康风险评价我国五城市大气多环芳烃污染水平及健康风险评价近年来，随着我国经济的迅速发展和城市化进程的加快，大气污染成为困扰人们的一大问题。
作为大气污染的主要组成物之一，多环芳烃（PAHs）对人体健康具有潜在的风险。
因此，对我国五个主要城市的大气多环芳烃污染水平进行评价，并评估其对居民健康的风险，具有重要的意义。
首先，我们来了解一下什么是多环芳烃。
多环芳烃是一类含有两个或两个以上苯环的有机化合物。
在我国，多环芳烃主要来源于燃煤、汽车尾气、工业废气等燃烧过程产生的排放物。
这些排放物中的多环芳烃会随着大气扩散和沉降，进入土壤和水体，对环境和人类健康造成威胁。
本研究选取了北京、上海、广州、成都和哈尔滨这五个具有代表性的城市进行研究。
首先，我们收集了这些城市过去几年的大气多环芳烃监测数据，并进行了统计分析。
结果显示，这五个城市的大气多环芳烃污染水平都相对较高，且呈现出不同的分布特点。
其中，重型多环芳烃（如苯并[a]芘、苯并[b]芘等）的含量较高，而轻型多环芳烃（如邻苯并二甲苯、菲等）的含量较低。
接下来，我们对这些城市居民的健康风险进行了评估。
通过对大气多环芳烃的暴露水平进行估计，结合相关的毒性数据和流行病学研究结果，我们发现这些城市的居民潜在面临着多环芳烃暴露带来的健康风险。
多环芳烃对人体的主要毒性作用包括致癌、致突变和致畸形等。
据研究结果显示，长期暴露于大气多环芳烃污染环境中的人群患上呼吸系统疾病、肺癌和心血管疾病的风险较高。
根据评估结果，我们提出了一些建议来减少大气多环芳烃污染水平和降低居民健康风险。
首先，应加强大气污染监测和控制，提高排放标准，严格限制高污染物排放行业的发展。
同时，加强能源结构调整，推广清洁能源的使用，减少燃煤和汽车尾气的排放。
此外，也需要加强公众的环境保护意识，提倡绿色出行和低碳生活方式。
综上所述，我国五个主要城市的大气多环芳烃污染水平较高，并潜在造成居民健康风险。
EMA亚硝胺杂质在居民生活用水中的现状与治理
EMA亚硝胺杂质在居民生活用水中的现状与治理随着工业化和城市化的快速发展，人们对居民生活用水的安全性关注日益增加。
亚硝胺杂质作为一类有毒有害物质，对人体健康产生潜在风险。
本文将重点讨论EMA亚硝胺杂质在居民生活用水中的现状以及相应的治理方法。
一、EMA亚硝胺杂质在居民生活用水中的现状1. EMA亚硝胺杂质的来源EMA亚硝胺杂质主要来自于水源污染以及水处理过程中产生的副产物。
环境中的污染物、农药残留、肥料使用、工业废水排放等均可能导致水源受到污染。
此外，水处理过程中常用的氯化消毒剂与水中的有机物发生反应，生成亚硝胺杂质。
2. EMA亚硝胺杂质的检测方法为了确保居民生活用水的质量安全，EMA亚硝胺杂质的检测方法变得尤为重要。
常用的检测方法包括高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱质谱法（GC-MS）等。
这些方法能够快速准确地鉴定水中的EMA 亚硝胺杂质含量，为治理提供科学依据。
二、EMA亚硝胺杂质在居民生活用水中的治理方法1. 加强水源保护水源的保护是EMA亚硝胺杂质治理的首要环节。
加强环境监测，控制农药、肥料等污染源的使用，严禁工业废水直排等措施，可有效减少水源中的EMA亚硝胺杂质含量。
2. 改进水处理工艺对于现有的水处理设施，可以考虑采用更加先进的处理工艺。
例如，引入生物活性炭吸附、超滤膜等新技术，能够有效去除水中的EMA亚硝胺杂质。
3. 强化监管和标准制定政府应加强对居民生活用水行业的监管，建立健全相关标准和法规，推动水厂对EMA亚硝胺杂质的监测和治理工作。
同时，提高水厂工作人员的技术水平，确保水质安全。
4. 提高公众意识公众的参与和意识是治理EMA亚硝胺杂质的重要环节。
政府和相关部门可以通过开展宣传教育活动，提高居民对EMA亚硝胺杂质的认知度，倡导节约用水、科学饮水等行为。
三、结语EMA亚硝胺杂质在居民生活用水中的存在已经引起人们的高度关注。
为了确保居民生活用水的质量安全，我们需要加强水源保护，改进水处理工艺，强化监管和标准制定，并提高公众对EMA亚硝胺杂质问题的意识。
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(3)水分子的参与会使 OH-NO2-PAH 加合物脱水过程的过渡态更加稳定，并进 一步降低该过程的势垒。
(4)在298 K 和 l atm条件下的计算得到的反应速率常数与实验值吻合很好。 （基于 RRKM 理论的 MESMER 程序）
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
来源
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
毒性
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
规定标准
2001年8月，欧盟制定了2001／62／EC 指令，该指令对欧盟已经发布的指令“关于与 食品接触的塑料材料与制品”进行了修订，规 定使用芳香族异氰酸酯为原料和偶氮染料的食 品接触材料不可释放出芳香胺类物质(以苯胺 计)，其方法检测限为0．02 mg／kg。
染现状
降解和转化机理
物理法 工业废水（硝基苯） 吸附法、气提法和萃取法 化学法
化学氧化法和化学还原法 利用催化剂诱发产生氧化性极强的羟基自由基来分解常规
方法不能分解的有机物。
微生物降解法
能够降解去除硝基芳烃的微生物类群比较丰富
复合处理方法
两种或两种以上处理技术耦合联用 采用适当的包覆剂将硝基包覆
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
硝基芳烃引起中毒的主要途径：
▲在工业生产中直接接触或间接污染皮肤 ▲挥发或加热后的蒸汽可经呼吸道吸入 ▲以粉尘形态存在而污染环境 ▲通过水体进入人体
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
毒性
▲1977年，Talcott等人在城市颗粒物中发现nitro-PAHs 鼠伤寒沙门氏菌回复突变实验 Ames试验 ( 污染物致突变性检测）
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
量化方法
水分子在气态 PAHs 被OH／NO2、NO3／NO2 氧化形成 nitro-PAHs 过程中的催化作用，并进一步发现大气中的9-硝 基蒽能从气态蒽与 OH／NO2、NO3／NO2 的均相反应中形 成。
分子的空间构型对于形成相应 nitro-PAHs 具有影响，对 于苯和直线式稠环的萘(双环结构)和蒽(三环结构)，OH 或 NO3 自由基与它们发生加成反应的放热量大小排列为单环<双 环<三环，随着环的增加，反应活性变强，发生加成反应潜力 增加。
铁岭
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环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
来源
大气 ▲化石燃料直接燃烧排放 ▲PAHs 进行光化学反应
水体 ▲工业废水排放
土壤 ▲工厂的固体废弃物
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
常见结构
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
环境浓度
地点 英国 丹麦 美国
越南 中国 中国
典型硝基多环芳烃及浓度pg/m3
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
毒性
▲芳香胺通过呼吸道、胃肠道和皮肤进入人体，经 过一系列活化作用使人体细胞的DNA发生结构与功能的 变化，导致人致病甚至致癌。
▲毒性最强的当属联苯胺。 联苯胺曾是染料工业的重要中间体，联苯胺及它生 成的盐类物质都是极强的致癌物，可导致膀胱癌、输尿 管癌和肾盂癌等。
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
定量结构—活性关系（QSAR）的量化研究：
▲硝基是主要致毒基团。硝基数越多，化合物的毒性越大 ▲单硝基芳烃为极性麻醉型毒性化合物
其毒性大小由疏水性和电子反应性共同决定，毒性作用主要为对细 胞膜的穿透刺激作用。
▲多硝基芳烃为反应性毒性化合物 其毒性大小主要由电子反应性决定，分子可能发生单电子还原或
▲联合毒性。
环境中的硝基芳烃通常都是多种共存的，它们相互影响，产 生联合毒性作用，且以协同作用为主，使毒性增强。
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
作用机制
▲环氧化、硝基还原和共轭反应，其中硝基还原反应生成亲电子 化合物，与DNA加合，是发挥其生物致突变效应的主要途径 。
▲nitro-PAHs 影响生物体内细胞的新陈代谢活动，细胞凋亡信 号，细胞周期以及细胞增殖 。
▲nitro-PAHs 这类化合物种类繁多且复杂、难以降解， 属高毒污 染物。其浓度比起母体 PAHs 低 1-2 个数量级，但其致突变和致癌 潜力可达其母体 PAHs 的 10~100000 倍。
现已证明 1,6-DNP、1,8-DNP（二硝基芘） 能诱发动物肿瘤（包括肺癌）
Gent J F, et al. Environ. Health. 2009, 117: 1168-1174.
Minero等人在2010年在南极大气颗粒物中检测 到了硝基多环芳烃成分，包括1-硝基萘（1-NNa）和 2-硝基萘（2-NNa），并指出气相反应是主要来源。
这说明硝基多环芳烃污染已经遍布全球每个角落。
Nero, C. et al. An overview of possible processes able to account for the occurrence of nitro-PAHs in Antarctic particulate matter. Microchemical Journal. 2010, 96,(2), 213-217．
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
四大隐患：甲醛、芳香胺、重金属残余和 PH 值
偶氮染料具有很广的色谱范围，包括红，橙，黄，蓝，紫，黑等， 色种齐全，色光良好，并由一定的牢度。因此广泛应用于多种天然和 合成纤维的染色和印花中，也用于油漆，塑料，橡胶等着色。
亲核取代等反应而致毒。 ▲给电子基团如氨基取代基会削弱其毒性 ▲吸电子基团如卤素取代基会增强其毒性
Yan X F, Xiao H M. 结构化学, 2007, 26(1):7-14. Yan X F, Xiao H M, Gong X D, et al. Chemosphere, 2005, 5环9(境4)中:4硝67基-芳71烃. 和芳胺类化合物的污
5
98
胡志明市 2007 60
8.1 191
Feilberg，A．et al．Atmos．Environ．2001．
12
Bamford，H．A．et
al．Atmos．Environ．2003．
Reisen，F．et
al．Environ．Sci．Techn01．2004．
Hien，T．T．et al．Atmos．Environ．2007．
偶氮染料导致的癌症潜伏期很长，可以达20年
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
“毒校服”事件
“毒校服”事件是2013年初爆出的一起危 害学生健康的生产责任事件。上海多所学校涉 及此事件，此次共抽查了22批次学生服产品， 覆盖上海市主要生产企业，有6批次被检测为 不合格，合格率仅为73%，其中1款产品有致 癌成分。目前对于校服生产标准，尚无统一定 论，因此只要是服装厂都可以生产，其结果直 接导致了校服质量不一，危害学生身体健康的 问题。此事经过报道引起广泛关注。
▲nitro-PAHs 除了具有很强的直接致突变性外， 还具致癌和致 畸性 。
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
NOS:一氧化氮合酶 XOD:黄嘌呤氧化酶 GSH:谷胱甘肽 SOD:超氧化物歧化酶 ROS:需氧细胞在代谢
过程中产生的一 系列活性氧簇
nitro/amino-PAHs 诱导 A549 细胞生物效应概括图环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污
三硝基甲苯
▲[ 硝基多环芳烃（nitro-PAHs）是一类 被硝基取代的多环芳烃（PAHs）衍生物 ]
3-硝基菲（3-NPh）
弱极性
半挥发性
高脂溶性
难降解性
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
用途 一类重要的化工产品，是有机合成的重要原料和中间体。
塑料
除草剂
杀虫剂 橡胶加工
炸药
油漆涂料
制药
染料合成
PAHs 与 OH 或 NO3 自由基发生的气相反应速率要远远 快于多环芳烃颗粒与 N2O5 和 HNO3 发生的非均相反应速率 , 主要研究气相反应生成途径 。
环境中硝基芳烃和芳胺类化合物的污 染现状
研究难点
①缺少形成过程中包含的短寿命中间体的信息。 ②多环芳烃中 C=C 双键数目较多，可与 OH／NO2或 NO3／NO2 发生反应的活性位点众多，以往的研究尚未 对分子中每个C原子与自由基加成的可能性和反应机理 进行系统和全面的研究。