PM 2.5 中砷的光化学行为及其对细胞糖代谢的影响
发布时间：2022-02-09 16:27
自然界中砷主要以As（Ⅲ）和As（V）两种价态存在,分布于大气、水、土壤等环境中,其存在形态与相应的生态毒性有直接关系。大气中的砷污染要比水和表层土壤复杂,相对后两者而言,人们对大气PM2.5中的光化学行为尚缺乏深入地认识。这是因为进入大气的砷通常会吸附于流动的小粒径颗粒中,易受气候因素、工业活动甚至太阳光辐射的影响,如何理解该动态系统中砷的环境行为成为评估其健康风险的关键。本论文选取中国北方典型煤烟污染城市,对大气PM2.5中不同价态砷含量的昼夜分布进行调查和统计分析,发现As（V）/As（Ⅲ）比例日间高于夜间,总砷浓度越高这种昼夜差异越明显;在冬季颗粒物常见的金属污染物中,筛选出铁、钛、锌三种典型的金属氧化物与砷形态差异显著相关,实验证实金属氧化物介导产生的超氧自由基是导致As（Ⅲ）光转化的主要原因。流行病学研究表明砷暴露与糖尿病的发生存在密切联系。本研究亦发现PM2.5中砷的光化学行为可能导致其对HepG2细胞氧化损伤及葡萄糖代谢发生变化:随着As（Ⅲ）转化为As（V）,大气砷的这种光化学转化会减弱其对细胞的氧化损伤效应,增加细胞葡萄糖摄取量和糖原合成量,同时与葡萄糖代谢有关的P...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１燃煤区大气ＰＭ２．５中砷形态昼夜分布特征（Ａ：夏季；Ｂ：冬季）??
?讓二逢燃撼区大气ｐＭｂ：中砷的：遺塞＃布???２．３．２不同季节ＰＭ２５中砷形态昼夜比例分布特征??我们通过比较昼夜ＰＭ２．５样品中Ａｓ?（Ｖ）?／Ａｓ?（ＩＩＩ）比值大小来了解大气颗粒物??中不同价态Ａｓ的昼夜分布差异（见图２－２）。有趣的是，通过分析发现所有采样点??白天ＰＭ２．５样品中Ａｓ（Ｖ）／Ａｓ（ＩＩＩ）的比值高于夜间，主要表现为运城市冬季（Ｓ４－Ｓ６）??Ａｓ?（Ｖ）?／?Ａｓ?（ＩＩＩ）比值的日变化从１．０１？０．７１下降至０．５６－０．５３，夏季从０．６９￣０．４３??下降至０．５３？０．４１，而太原市（Ｓ１－Ｓ３〉样品中砷形态分布比率亦呈现相似的昼夜義异ｒ??但变化幅度较校尤其是在冬季ＰＭ２．５样品中，运城市颗粒物中Ａｓ?（Ｖ）?／?Ａｓ?（ＩＩＩ）??昼夜比率差异比太原市，更显著，这可能与当地的煤炭消费和工业分布有关。综上分??析，在不考虑气候和区域面素的情况下，以上結果表明，ＰＭ２．５中砷形态分布的昼夜??差异可能与其光行为直接相关，且样品中砷含量越高Ａｓ?（Ｖ）?／Ａｓ?（ＩＩＩ〕分希差异越??大。??Ａ?〇ｅ－｜?ＩＺＺｌｄａｙ?Ｂ?１２｜——??■—ｉ?ａ；?ｉ??＝?Ｄ’７＿?ｉＪｔｉ?＾?１．０－?ｒ＾￣??Ｖ＞?？?（０??＜?＜??￡°＇６＂?５，０．８－?■．??Ｉｌｉｌｌｌｉ?ＩｌｉｉＭＢｈ??Ｓ１?Ｓ２?Ｓ３?Ｓ４?Ｓ５?Ｓ６?Ｓ１?Ｓ２?Ｓ３?Ｓ４?Ｓ５?Ｓ６??图２－２燃煤区大气ＰＭ２．５中Ａｓ?（Ｖ）?／Ａｓ?（ＩＩＩ）比值的昼夜差异（Ａ：夏季；Ｂ：冬季）??Ｆｉｇ?２－２?Ｄａｙ?ａｎｄ?ｎｉｇｈｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ?ｏｆ?Ａｓ
?第三蠢金屙氧化物对砷光化学转化行为的影响???温度??金属负载破璃??纤维谑腊?ｒ??＾?氙光灯??▲?Ｕ?＾??■ｃ?Ｉ?，?＾?＾■通风口??图３－１金属负载玻璃纤維膜上Ａｓ?（ＩＩＩ）的光氧化装置??Ｆｉｇ?３－１．Ｓｅｔｕｐ?ｆｏｒ?ｐｈｏｔｏｏｘｉｄａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ａｓ（ＩＩＩ）?ｏｎ?ｔｈｅ?ｍｅｔａｌ－ｌｏａｄｅｄ?ｇｌａｓｓｆｉｂｅｒ?ｆｉｌｔｅｒｓ．??３．２．２．２原子荧光光谱法测定砷的含复??不同形态砷的提取和测定方法Ｍ２．２．２．３基本一致，略有改动。??通过预实验发现，由于负载滤膜上的金属氧化纳米颗粒物与实际ＰＭ２．５的理化??性质存在羞异，可能对砷的吸附较强，使用１?ｍｏｌ／Ｌ的磷酸无法将膜上的砷提取出??来。园此在浓度最高的５?＿ｍｇ／ｇ．金廣氧化物负载膜上滴加５?ｍｇ／Ｌ的砷．，通过分别改??变提取剂磷酸的浓度（１、２、４、６、８?ｍｏｌ／Ｌ）和超声时间（０、１０、２０、４０、６０?ｍｉｎ），??其他提取条件不变，测定砷的画收率，考察合适的提取工艺。??３．２．２．３捕获剂存在对Ａｓ?ａｎ）光氧化的影晌??为了进一步探讨Ａｓ?（ＩＩＩ）的光催化机制，向制作好的５ｍｇ／ｇ的Ｆｅ２０３、Ｔｉ０２和??ＺｎＯ滹膜上分别加入２?ｍｌ浓度为１０?ｍｇ／Ｌ的Ｃｕ２＋、甲酸钠和和叔丁：醇，作为＿乎??猜除剂、空穴清除剂和轻基自由基清除剂，光照５ｈ后测定Ａｓ?ＵＩＩ）和Ａｓ?（Ｖ）的??含纛》考察砷的光化学行为机理。??３．３．２．４?Ｆｅ?（ＩＩ）的测定??本论文中铁氧化物组成对砷的光化学行为影响最大，为了研宄铁氧化物在其中??的作用机理，按照３．２．２．１中的方法制备铁负
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国城市大气颗粒物重金属污染研究进展与趋势[J]. 顾家伟. 地球与环境. 2019(03)
[2]保定市日间、夜间大气PM2.5中无机组分的特征及来源分析[J]. 王永慧,刘芃岩,于泊蕖,刘庆学,王心宇,姜云军. 环境化学. 2017(09)
[3]Particulate matter(PM2.5) exposure season-dependently induces neuronal apoptosis and synaptic injuries[J]. Minjun Chen,Ben Li,Nan Sang. Journal of Environmental Sciences. 2017(04)
[4]太原城区PM2.5重金属元素季节变化及形态分析[J]. 吕佳莉,李萌,解静芳,邸志东,赵丽娟,刘瑞卿. 环境科学与技术. 2016(04)
[5]火电厂粉煤灰中重金属元素的分布和富集特性[J]. 刘楷,杨常亮,李世玉,余洋洋,刘彬,陈桂明,王艳丹. 环境科学与技术. 2015(12)
[6]石河子燃煤电厂重金属排放研究[J]. 万勤,孟优,陈平,李杰. 中国环境监测. 2015(06)
[7]我国大气PM2.5中砷的污染特征、来源及控制[J]. 江华亮,王宗爽,武雪芳,郭敏,顾闫悦. 环境工程技术学报. 2015(06)
[8]Photooxidation of arsenic（Ⅲ） to arsenic（Ⅴ） on the surface of kaolinite clay[J]. Wei Ding,Yajie Wang,Yingtan Yu,Xiangzhi Zhang,Jinjun Li,Feng Wu. Journal of Environmental Sciences. 2015(10)
[9]Assessment of heavy metal pollution characteristics and human health risk of exposure to ambient PM2.5 in Tianjin,China[J]. Peifei Chen,Xiaohui Bi,Jiaqi Zhang,Jianhui Wu,Yinchang Feng. Particuology. 2015(03)
[10]纳米二氧化钛光催化修复二苯砷酸污染土壤的研究[J]. 王阿楠,骆永明. 土壤. 2015(01)
博士论文
[1]六溴环十二烷的光化学转化过程与机制研究[D]. 于英潭.武汉大学 2016
[2]鲁西南煤矿区重金属元素环境地球化学特征研究[D]. 武旭仁.武汉理工大学 2012
硕士论文
[1]太原市大气PM2.5砷、汞及PAHs的污染特征研究[D]. 张萌.山西大学 2016
[2]砷在水稻及细颗粒物PM2.5中富集及分布特征研究[D]. 于雄军.华中农业大学 2016
[3]燃煤电厂重金属排放与控制研究[D]. 史燕红.华北电力大学 2016
[4]燃煤重金属迁移转化特征及其污染控制研究[D]. 郭胜利.重庆大学 2014
[5]砷对土壤微生物数量及土壤生物活性的影响研究[D]. 王薪宇.辽宁工程技术大学 2014
[6]北京市石景山区大气颗粒物中总砷及形态研究[D]. 贺婷婷.南华大学 2011
[7]低剂量砷染毒动物肾脏损伤及差异蛋白质研究[D]. 孙莉.山西医科大学 2010
[8]不同价态无机砷对水稻秧苗生长及土壤微生物的影响[D]. 刘琳.福建农林大学 2009
[9]砷在土壤中的形态转化及植物有效性研究[D]. 胡留杰.中国农业科学院 2008
[10]外加砷源对土壤微生物数量及生态的影响研究[D]. 熊如意.广东工业大学 2008
本文编号：3617310
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１燃煤区大气ＰＭ２．５中砷形态昼夜分布特征（Ａ：夏季；Ｂ：冬季）??
?讓二逢燃撼区大气ｐＭｂ：中砷的：遺塞＃布???２．３．２不同季节ＰＭ２５中砷形态昼夜比例分布特征??我们通过比较昼夜ＰＭ２．５样品中Ａｓ?（Ｖ）?／Ａｓ?（ＩＩＩ）比值大小来了解大气颗粒物??中不同价态Ａｓ的昼夜分布差异（见图２－２）。有趣的是，通过分析发现所有采样点??白天ＰＭ２．５样品中Ａｓ（Ｖ）／Ａｓ（ＩＩＩ）的比值高于夜间，主要表现为运城市冬季（Ｓ４－Ｓ６）??Ａｓ?（Ｖ）?／?Ａｓ?（ＩＩＩ）比值的日变化从１．０１？０．７１下降至０．５６－０．５３，夏季从０．６９￣０．４３??下降至０．５３？０．４１，而太原市（Ｓ１－Ｓ３〉样品中砷形态分布比率亦呈现相似的昼夜義异ｒ??但变化幅度较校尤其是在冬季ＰＭ２．５样品中，运城市颗粒物中Ａｓ?（Ｖ）?／?Ａｓ?（ＩＩＩ）??昼夜比率差异比太原市，更显著，这可能与当地的煤炭消费和工业分布有关。综上分??析，在不考虑气候和区域面素的情况下，以上結果表明，ＰＭ２．５中砷形态分布的昼夜??差异可能与其光行为直接相关，且样品中砷含量越高Ａｓ?（Ｖ）?／Ａｓ?（ＩＩＩ〕分希差异越??大。??Ａ?〇ｅ－｜?ＩＺＺｌｄａｙ?Ｂ?１２｜——??■—ｉ?ａ；?ｉ??＝?Ｄ’７＿?ｉＪｔｉ?＾?１．０－?ｒ＾￣??Ｖ＞?？?（０??＜?＜??￡°＇６＂?５，０．８－?■．??Ｉｌｉｌｌｌｉ?ＩｌｉｉＭＢｈ??Ｓ１?Ｓ２?Ｓ３?Ｓ４?Ｓ５?Ｓ６?Ｓ１?Ｓ２?Ｓ３?Ｓ４?Ｓ５?Ｓ６??图２－２燃煤区大气ＰＭ２．５中Ａｓ?（Ｖ）?／Ａｓ?（ＩＩＩ）比值的昼夜差异（Ａ：夏季；Ｂ：冬季）??Ｆｉｇ?２－２?Ｄａｙ?ａｎｄ?ｎｉｇｈｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ?ｏｆ?Ａｓ
?第三蠢金屙氧化物对砷光化学转化行为的影响???温度??金属负载破璃??纤维谑腊?ｒ??＾?氙光灯??▲?Ｕ?＾??■ｃ?Ｉ?，?＾?＾■通风口??图３－１金属负载玻璃纤維膜上Ａｓ?（ＩＩＩ）的光氧化装置??Ｆｉｇ?３－１．Ｓｅｔｕｐ?ｆｏｒ?ｐｈｏｔｏｏｘｉｄａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ａｓ（ＩＩＩ）?ｏｎ?ｔｈｅ?ｍｅｔａｌ－ｌｏａｄｅｄ?ｇｌａｓｓｆｉｂｅｒ?ｆｉｌｔｅｒｓ．??３．２．２．２原子荧光光谱法测定砷的含复??不同形态砷的提取和测定方法Ｍ２．２．２．３基本一致，略有改动。??通过预实验发现，由于负载滤膜上的金属氧化纳米颗粒物与实际ＰＭ２．５的理化??性质存在羞异，可能对砷的吸附较强，使用１?ｍｏｌ／Ｌ的磷酸无法将膜上的砷提取出??来。园此在浓度最高的５?＿ｍｇ／ｇ．金廣氧化物负载膜上滴加５?ｍｇ／Ｌ的砷．，通过分别改??变提取剂磷酸的浓度（１、２、４、６、８?ｍｏｌ／Ｌ）和超声时间（０、１０、２０、４０、６０?ｍｉｎ），??其他提取条件不变，测定砷的画收率，考察合适的提取工艺。??３．２．２．３捕获剂存在对Ａｓ?ａｎ）光氧化的影晌??为了进一步探讨Ａｓ?（ＩＩＩ）的光催化机制，向制作好的５ｍｇ／ｇ的Ｆｅ２０３、Ｔｉ０２和??ＺｎＯ滹膜上分别加入２?ｍｌ浓度为１０?ｍｇ／Ｌ的Ｃｕ２＋、甲酸钠和和叔丁：醇，作为＿乎??猜除剂、空穴清除剂和轻基自由基清除剂，光照５ｈ后测定Ａｓ?ＵＩＩ）和Ａｓ?（Ｖ）的??含纛》考察砷的光化学行为机理。??３．３．２．４?Ｆｅ?（ＩＩ）的测定??本论文中铁氧化物组成对砷的光化学行为影响最大，为了研宄铁氧化物在其中??的作用机理，按照３．２．２．１中的方法制备铁负
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国城市大气颗粒物重金属污染研究进展与趋势[J]. 顾家伟. 地球与环境. 2019(03)
[2]保定市日间、夜间大气PM2.5中无机组分的特征及来源分析[J]. 王永慧,刘芃岩,于泊蕖,刘庆学,王心宇,姜云军. 环境化学. 2017(09)
[3]Particulate matter(PM2.5) exposure season-dependently induces neuronal apoptosis and synaptic injuries[J]. Minjun Chen,Ben Li,Nan Sang. Journal of Environmental Sciences. 2017(04)
[4]太原城区PM2.5重金属元素季节变化及形态分析[J]. 吕佳莉,李萌,解静芳,邸志东,赵丽娟,刘瑞卿. 环境科学与技术. 2016(04)
[5]火电厂粉煤灰中重金属元素的分布和富集特性[J]. 刘楷,杨常亮,李世玉,余洋洋,刘彬,陈桂明,王艳丹. 环境科学与技术. 2015(12)
[6]石河子燃煤电厂重金属排放研究[J]. 万勤,孟优,陈平,李杰. 中国环境监测. 2015(06)
[7]我国大气PM2.5中砷的污染特征、来源及控制[J]. 江华亮,王宗爽,武雪芳,郭敏,顾闫悦. 环境工程技术学报. 2015(06)
[8]Photooxidation of arsenic（Ⅲ） to arsenic（Ⅴ） on the surface of kaolinite clay[J]. Wei Ding,Yajie Wang,Yingtan Yu,Xiangzhi Zhang,Jinjun Li,Feng Wu. Journal of Environmental Sciences. 2015(10)
[9]Assessment of heavy metal pollution characteristics and human health risk of exposure to ambient PM2.5 in Tianjin,China[J]. Peifei Chen,Xiaohui Bi,Jiaqi Zhang,Jianhui Wu,Yinchang Feng. Particuology. 2015(03)
[10]纳米二氧化钛光催化修复二苯砷酸污染土壤的研究[J]. 王阿楠,骆永明. 土壤. 2015(01)
博士论文
[1]六溴环十二烷的光化学转化过程与机制研究[D]. 于英潭.武汉大学 2016
[2]鲁西南煤矿区重金属元素环境地球化学特征研究[D]. 武旭仁.武汉理工大学 2012
硕士论文
[1]太原市大气PM2.5砷、汞及PAHs的污染特征研究[D]. 张萌.山西大学 2016
[2]砷在水稻及细颗粒物PM2.5中富集及分布特征研究[D]. 于雄军.华中农业大学 2016
[3]燃煤电厂重金属排放与控制研究[D]. 史燕红.华北电力大学 2016
[4]燃煤重金属迁移转化特征及其污染控制研究[D]. 郭胜利.重庆大学 2014
[5]砷对土壤微生物数量及土壤生物活性的影响研究[D]. 王薪宇.辽宁工程技术大学 2014
[6]北京市石景山区大气颗粒物中总砷及形态研究[D]. 贺婷婷.南华大学 2011
[7]低剂量砷染毒动物肾脏损伤及差异蛋白质研究[D]. 孙莉.山西医科大学 2010
[8]不同价态无机砷对水稻秧苗生长及土壤微生物的影响[D]. 刘琳.福建农林大学 2009
[9]砷在土壤中的形态转化及植物有效性研究[D]. 胡留杰.中国农业科学院 2008
[10]外加砷源对土壤微生物数量及生态的影响研究[D]. 熊如意.广东工业大学 2008
本文编号：3617310
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/mpalunwen/3617310.html
最近更新
教材专著
