[發明專利]用電子束輻照去除模擬路塵中苯并芘的方法

有效

• 申請號: 201410565996.0
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN104383654B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 施文彥;吳明紅;李家玲;宋子娟;彭兵權;唐量;楊明;馬靜;徐剛
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: A62D3/17
• 分類號: A62D3/17;A62D101/20
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙)31205
• 代理人: 顧勇華

技術領域

本發明涉及一種去除模擬路塵中苯并芘的方法，屬核技術應用、空氣凈化及環境保護技術領域。

背景技術

隨著城市工業發展，燃料燃燒產生的煤煙、工業排放的粉塵及汽車尾氣排放等形成了大量的路塵，其中苯并芘類化合物是一種半揮發性持久性有機污染物易附著于路塵中，成為路塵中主要的有機污染物之一。其主要特點是：

1、苯并芘又稱苯并（α）芘，英文縮寫BaP，是一種常見的高活性間接致癌物。它廣泛存在于煤焦油、各類碳黑和煤、石油等燃燒產生的煙氣、香煙煙霧、汽車尾氣中，以及焦化、煉油、瀝青、塑料等工業污水中。已有研究表明，BaP對眼睛、皮膚有刺激作用。BaP進入機體后與肝、肺細胞微粒體中混合功能氧化酶激活而轉化為數十種代謝產物，與DNA形成共價鍵結合，造成DNA損傷，細胞就可能發生癌變。因此，人在吸入含有BaP的顆粒物后，將給人們的生命健康和生態環境造成負面影響。

2、目前城市中機動車排放的氮氧化合物(NO_X)、揮發性有機物和可吸入顆粒(PM10和PM2.5),在城市中心區所有污染源中貢獻比例已分別達到66%、90%和26%。已有研究表明,機動車快速增長使得全國約1/5的城市大氣污染嚴重。113個重點城市，1/3以上空氣質量達不到國家2級標準。

3、苯并芘類化合物為一類持久性有機污染物，它易附著在路塵上，在自然環境中無法降解。

目前路塵的處理方法基本上分為兩類：

一種是光催化氧化法處理路塵；這種方法主要是利用TiO₂ 等半導體為催化劑在紫外光照條件下處理路塵。這種方法去除有機物效果明顯，但是光催化氧化法對路塵中苯并芘類化合物的去除及礦化能力有限，并且處理量小。另一種是電子束輻照處理方法。

對于路塵中苯并芘類化合物去除方法的研究目前未有報道。

為了尋找一個效去除路塵中苯并芘的方法，我們在電子束輻照技術方面作了一些研究工作，既可獲得較優的效果還可有利于環境保護。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供用電子束輻照去除模擬路塵中苯并芘的方法，主要是通過電子輻照處理的技術去除模擬路塵中苯并芘類化合物。

為達到上述目的，本發明的構思是：由于電子束是由電子加速器產生的高能電磁輻射，通過控制電子束的能量可使電子的穿透力達到使用要求。電離輻射使大氣中的水分分解產生羥基自由基、氫自由基和水合電子，它們與模擬路塵中苯并芘類化合物發生氧化反應而起到礦化苯并芘類化合物的目的。用氣相色譜-質譜聯用儀（GC/MS）對處理后的模擬路塵進行定性定量測試。

根據上述構思，本發明采用如下技術方案：

用電子束輻照去除模擬路塵中苯并芘的方法，具有以下的處理過程和步驟：

a.用路塵采集器采集路塵，路塵粒徑為0.1～3 μm；

b.將采集的路塵用正己烷超聲清洗二次，用苯與異丙醇混合液超聲清洗三次；用水超聲清洗三次；用離心機離心后，用錫紙包裹，放入350℃的馬弗爐里煅燒；

c.取步驟b凈化處理后的路塵0.5g，將濃度為1ppm的苯并芘溶液加入到路塵中，混合均勻；用離心機離心后去除上清液；把含有苯并芘的路塵均勻鋪于直徑為4.7cm的玻璃纖維濾紙上，冷凍干燥；

d.取兩片直徑為4.7cm的含有苯并芘路塵的玻璃纖維濾紙，放于表面皿中；在加速器下進行輻照處理；加速電子的能量為0.8MeV，電子束流強度為11mA，處理時間為120秒；

e.將步驟d降解后的含有苯并芘的路塵導入快速萃取儀（ASE）的萃取池內，萃取樣品0.5g配0.2g的無水Na₂SO₄，并加入內標，萃取液用混合液二氯甲烷：正己烷=3：1，進行萃取，壓力0.8MPa以上，空箱升溫100℃，萃取過程約5分鐘得到50ml萃取液；

f.在長約30cm，直徑為1.5cm的玻璃管中以海砂、氧化鋁和海砂的順序裝填柱子，海砂和氧化鋁的體積比為2:1；

g.將步驟e取得的萃取液用f所述的柱子進行過濾，過濾到250mL平底燒瓶里；用旋轉蒸發儀在40℃、60轉/分鐘的條件下對過濾后的萃取液進行濃縮，濃縮至2ml，用氮氣吹掃濃縮至1ml，裝入測試瓶中；

h.將步驟g獲得的濃縮后樣品，在進樣溫度為275°C 進氣相色譜-質譜聯用儀（GC/MS）測試；最終測得苯并芘的濃度。

與現有技術相比，本發明具有如下突出的實質性特點和顯著的優點：