一些“儿童”化合物可能比“父母”多环芳烃的毒性更大。研究人员在《化学层》中指出,受多环芳烃影响的河流和大坝可能受到比主要污染源排放的毒素多得多的污染。
燃煤发电站和香烟的共同点比人们想象的要多。汽车的排气管和燃烧的农作物残留物也是如此。同样的道理也适用于飞机飞越破坏树木和草地的野火上空。
当化石燃料或有机物质未完全燃烧时,所有这些物质都会产生一种“标志性的”有毒化学物质,称为多环芳烃。这些多环芳烃的特征非常明显,科学家们可以分辨出可能的污染源是什么。他们可以通过分析受污染影响的河流和大坝的水和沉积物样本来做到这一点。
PAHs是多环芳烃。
研究人员发表在《化学圈》(Chemosphere)杂志上的一项研究显示,来自污染源的一些“母体”多环芳烃化合物会分解成较小的“儿童”化合物,当暴露在阳光下时,还会形成额外的副产品。
其他研究发现,一些“儿童”化合物比最初的“父母”多环芳烃毒性更大。
这意味着大坝和河流中可能同时存在更多有毒、致癌的多环芳烃化合物,该研究的第一作者Mathapelo Seopela博士说。
Seopela是约翰内斯堡大学化学系的一名研究员。
燃烧过程中产生的多环芳烃的大小从2个到6个融合的苯环不等。燃烧过程越热,形成的化合物越大,危害也越大,”她说。
“举个例子,煤在燃煤电站燃烧发电时,很可能会形成五环和六环多环芳烃。这是因为燃烧过程温度很高,超过1000摄氏度。”
这些大型多环芳烃化合物与发电站冷却塔的其余烟雾一起传播。风可以把这些建筑群吹到很远的地方,吹到河流、水坝、农田或下一个城市。
当汽油在汽车引擎中燃烧时,通常会形成两到三环多环芳烃。类似的多环芳烃是由飞机、农民燃烧农作物残留物或草、或燃烧木材形成的,”她说。
“多环芳烃最终进入大气,进入我们呼吸的空气。通常,它们可以从产生它们的源头(如发电站或野火)传播到很远的地方。”
许多多环芳烃化合物是非常有害的。它们是在化石燃料或有机物的不完全燃烧过程中,由两个或两个以上的熔融苯分子或环形成的。苯是一种高度易燃的有毒液体。它是加油站特有气味的部分原因。
最简单的多环芳烃是萘他林,它有两个苯环。有些人用萘烷樟脑丸来保护他们的衣服免受飞蛾侵害。它对人是有毒的。
其次大的多环芳烃是蒽,它是煤焦油的一种成分,
杏耀平台 ,有三个苯环。蒽是工作场所的一种有害物质。它在水环境中毒性很大,被认为是一种持久性和生物累积性污染物。
许多多环芳烃已被EPA、世卫组织和欧洲委员会列为致癌或致癌物质。这意味着如果人们长时间暴露在这些多环芳烃中,他们可能会得某种癌症。
一些多环芳烃会导致动物基因的永久性改变,从而导致鱼类胚胎发育迟缓或畸形。这类多环芳烃化合物也属于诱变类。
当雨滴将多环芳烃化合物带入河流和水坝时,杏耀就会造成巨大的环境挑战。雨水将有毒物质带入饮用水、用于灌溉粮食作物的水和牲畜用水。鱼体内会积聚多环芳烃。
“在我们的研究中,我们观察了含有2到6个苯环的多环芳烃。这些污染来自于木材火灾和汽车,以及燃煤发电站。
“我们知道,总的来说,多环芳烃化合物在阳光照射下会开始变化或降解。但我们想知道当多环芳烃降解时会变成什么,以及降解的速度有多快。”Seopela说。
在之前的研究中,她分析了南非一座受污染大坝的水和沉积物中的多环芳烃。洛斯科普大坝由奥利芬斯河供水,位于普马兰加的一个主要工业、煤矿和煤电站地区。
大量鱼类和鳄鱼在河流中死亡,包括多环芳烃在内的有机污染物被确定为促成因素。
在其他研究中,研究人员发现多环芳烃在阳光下会分解,但形成的较小的“孩子”化合物(光生物)可能比较大的“父母”化合物更具毒性。
Seopela和马里兰大学环境科学中心切萨皮克生物实验室的研究人员在他们的实验室里为这项研究建立了一个闭路循环系统。
他们测试了美国环保局列为优先污染物的五种多环芳烃。它们分别是萘、蒽、苯并(a)蒽、苯并(a)芘和苯并(ghi)苝。
对于每种多环芳烃,他们测试了纯净水中的纯样本作为对照。然后,他们在纯水中测试每种纯多环芳烃,并添加特定数量的天然有机物(NOM)来模拟河流和大坝的条件。他们单独测试了每种多环芳烃,然后将它们混合在一起,看看会发生什么。
“我们发现,当阳光照射到多环芳烃的父母身上时,它会分解为更小的‘孩子’多环芳烃,我们称之为降解产物。但与此同时,也会形成完全不同的副产品,”马里兰大学切萨皮克生物实验室的迈克尔·冈希尔教授说。
“这非常令人担忧。母体多环芳烃化合物、降解的儿童多环芳烃及其副产品或光化学产物可能都同时存在于河流和大坝中,受到多环芳烃的影响,”他继续说道。
切萨皮克生物实验室的助理研究化学家Leanne Powers博士说:“我们还发现,一般来说,在纯净水中,5 - 6环的多环芳烃比双环的多环芳烃分解得快得多。”
“但当水中有更多的天然有机物时,降解速度就会减慢。我们预计,水中或浑浊河流沉积物中的多环芳烃需要很长时间才能分解。比在我们实验室的纯净水中降解多环芳烃的三个小时和一点点的时间要长得多。
鲍尔斯说:“这项研究中使用的方法可以用来了解其他多环芳烃是如何降解的,以及它们在淡水环境中会变成什么样子。”
Seopela说:“这意味着依赖这些水的人、动物和植物可能同时接触到的毒素数量,远远超过从源头(如发电站)排放出来的毒素。”