环境问题如何危害健康？ • 研究发现，大气颗粒物之所以危害巨大，主要是因为这些颗粒物中含有过渡金属，多环芳烃类（PAHs）物质和醌类物质，以及一些寿命较长的，被称之为“环境持久性自由基 （EPFRs）”的物质。 • 工业垃圾，含有重金属的工业产品，农药，肥料及除草剂侵蚀，这些物质参与反应形成环境持久性自由基（EPFRs），EPFRs不仅寿命长，化学性质还非常活泼，EPFRs会导致越来越多的有毒物质产生，产生活性氧类物质（ROS），而ROS会引起氧化应激，最终损伤植物，危害健康！ • 污水中的重金属不能被微生物降解，经食物链的富集作用，最终进入人体。 要做什么？ • 首先，要通过一些检测方法鉴定出哪些是被污染的，污染程度又如何 • 鉴定污染物是属于什么，再对症下药 • 对于有机污染物，通常可以用生物方法处理 • 一些不能被生物降解掉的污染物，可以通过高级氧化处理（AOPs）将这些污染物氧化成失活的终产物 • AOPs是基于羟基 ∙ OH自由基（一类非选择性ROS物质）的化学作用 • 检测出羟基自由基，并对其进行定量，鉴别不同体系的去污能力，帮助研究人员更好地优化体系，制定去污策略 EPR能做些什么？ • EPR是一种波谱学检测手段，它检测物质中的未成对电子 • 未成对电子存在于自由基和金属离子中 • EPR波谱可以鉴定出样品中的未成对电子（指认） • EPR结合自旋捕获技术，能简单清晰地鉴定出羟基自由基 ∙ OH，并能对其数量/浓度进行 定量计算 案例： 1.用自旋捕获方法（Spin Trap）研究活性氧物质（ROS） 用绝对自旋定量EPR方法确定出超氧自由基及羟基自由基的浓度 2. 光氧化 TiO 2 光催化反应生成羟基自由基，用绝对自旋定量EPR方法确定出超氧自由基及羟基自由基的浓度 3.EPR在环境方面的应用：空气污染与EPR 环境持久性自由基- EPFRs 它们属于长寿命自由基，大气颗粒物中的一部分▪ 它们的半衰期 – 数天到数月不等，某些甚至会达到无限长▪ 它们通常是一些典型的氧中心半醌类自由基或碳中心多环芳烃类自由基（PAHs）▪ 它们会进一步促进ROS的产生活性氧及活性氮类物质(ROS and RNS),也是大气颗粒物PM中的一部分， 通过多环芳香烃类（PAHs）和醌类物质的，氧化还原循环反应产生，它们的寿命非常短，即存在的时间极短，但是却具有毒性 – 因其强效的氧化效 EPR 能做的: 1.➢ 探测并鉴定大气颗粒物中的ROS，PAHs，EPFRs及过渡金属，并对其分别进行定量分析 ➢ 确定PM的潜在氧化性能，这一点对评估其潜在的不利影响是一项至关重要的评估标准 ➢ 为了能更好地理解氧化机制，或者确定自由基的半衰期，可以采用时间维度动态动力学实验，监测自由基的反应 2.矿物性粉尘和二级有机气溶胶(SOA)中的自由基 ▪ EPR能观测SOA和矿物性粉尘的水溶液中具有毒性的O-中心及C-中心自由基类物质 ▪ 自由基的形成是源于氢过氧化物有机物（ROOH）的分解，这些分解通常是通过均裂或芬顿类反应产生 EPR在环境方面的应用：土壤污染与EPR EPR 能做的: ➢ 检测被污染的土壤体系中的EPFRs，ROS及过渡金属，得到定性及定量结果 ➢ 评估土壤及沉积物中的EPFRs对健康的影响，及其环境衍生物 ➢ 监测自由基反应，以便更好地理解氧化机制，从而确定出这些自由基对人类健康的影响 EPR在环境方面的应用：水污染与EPR 在 高级氧化处理（AOPs ）过程中减少操作过程花费，并同时最优化自由基的产生，从而能更好地提升地下水或其他水中污染物的处理技术 EPR 能做的: ➢ 探测，鉴定并对羟基自由基进行定量测定，实验过程中， AOPs过程中的其他活性氧物质也能直接观测到 ➢ 从实验方面用数据确定AOPs的效果，以便对其进行最大程度的优化 ➢ 监控自由基反应，以便能更好地理解反应过程中的氧化机制，从而来确定污染物降解效率