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【doc】 多环芳烃脱除方法及其在维生素E油中的应用

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【doc】 多环芳烃脱除方法及其在维生素E油中的应用【doc】 多环芳烃脱除方法及其在维生素E油中的应用 多环芳烃脱除方法及其在维生素E油中的 应用 ※专题论述食品雨iI!l簟2005,Vo1.26,No.8547 多环芳烃脱除方法及其在维生素E油中的应用 伍林1,王艳1,秦晓蓉1,罗倩1,曹淑超,易德莲,,孙海辉 (1.武汉科技大学应用化学研究所,湖北武汉430081; 2.宁波大红鹰生物工程股份有限公司,浙江宁波315105) 摘要:文章简要介绍了多环芳烃的性质,来源和危害,以及油,污水,土壤中多环芳烃的脱除方法,如: 物理富集法,化学反应法,牛物反应法,超...
【doc】 多环芳烃脱除方法及其在维生素E油中的应用
【doc】 多环芳烃脱除方法及其在维生素E油中的应用 多环芳烃脱除方法及其在维生素E油中的 应用 ※专题论述食品雨iI!l簟2005,Vo1.26,No.8547 多环芳烃脱除方法及其在维生素E油中的应用 伍林1,王艳1,秦晓蓉1,罗倩1,曹淑超,易德莲,,孙海辉 (1.武汉科技大学应用化学研究所,湖北武汉430081; 2.宁波大红鹰生物工程股份有限公司,浙江宁波315105) 摘要:文章简要介绍了多环芳烃的性质,来源和危害,以及油,污水,土壤中多环芳烃的脱除方法,如: 物理富集法,化学反应法,牛物反应法,超临界流体萃取法等.文章比较了各种脱除方法的优缺点,了维 生素E油中苯并芘的来源.试验表明,采崩硅胶柱层析法,微波萃取法,人造纤维bluerayon富集法等均能达到 脱除苯并芘的效果. 关键词:多环芳烃;脱除方法;维素E油 AppficafionofRemovalMethodsofPolycylicAromaticHydrocarbonsandIt sUseinTocopherolOil WULin,WANGYan,QINXiao—rong,LUOQian,CAOShu—chao,YIDe—lian,SUNHai—hui (1.AppliedChemistryResearchInstitute,WuhanUniversityofScienceandT echnology,Wuhan430081, China;2.NingboDahongyingBiologicalEngineeringCo.Ltd.,Ningbo315105,China) Abstract:Thispaperintroducedtheproperty,theresourcesandthehazardofpolycyclicaromatichydrocarbons(PAHs)and detailedthemethodsofremovingcarcinogenicPAHsintheoils,contaminatedwaterandsoil,suchasphysicalmethods,chemical methods,biologicalmethods,extractionbysupercriticaltechnique,microwa assistedextractioneta1.Theprosandconsofthe ve— methodswerecompared.Weanalyzedtheresourcesofbenzo[a]pyrene(BaP)inthetocopheroloil.Wefoundthatsilicagel columnchromatography,microwave—assistedextraction,concentrationb ysyntheticfiberCaneffectivelyremovetheBaPinthe tocopheroloil. Keywords:PolycyclicAromaticHydrocarbons(PAHs);removal;tocopheroloil 中图分类号:0625文献标识码:A文章编 号:1002.6630(2005)08—0547.03 多环芳烃(PAHs)m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,熔点 和沸点较高,具有疏水性,蒸气压小,辛醇一水分配 系数高.近年来的大量调查研究表明,空气,土壤, 水体及生物体等都受到了多环芳烃的污染.作为一种全 球性的环境污染物,多环芳烃因其分布广,稳定性强, 生物富集率高,致癌性强,而对环境和人类身体健康 构成极大的威胁,已引起各国环境科学家的极人关注. 许多国家已把多环芳烃列为环境污染的黑名单. 多环芳烃是一类广泛分布于环境中的难降解有机污 染物,主要是有机化合物在高温,缺氧条件下小完全 燃烧或热解的产物.不仅存在_J煤的焦化及行油裂解等 产物中,而且汽油和柴油在内燃机中的燃烧所产生的废 气及汽车,飞机等交通工具排放的废气中均会生成一定 量的PAHs.多环芳烃由于化学惰性成为环境中的持 久性污染物.由于多环芳烃具有毒性,致癌性及致畸 作用,对人类和生态环境具有很大的危害,因而食品, 水和土壤中多环芳烃的脱除显得非常重要. 1多环芳烃脱除方法的研究现状 由于多环芳烃存在广泛,又具有极大的危害性, 长期以来,相关领域的人员对它的脱除方法进行了深入 研究,并取得了卓越的成效.归纳起来,主要有以下 几个方面. 1.1物理法 物理法包括萃取法,吸附法,层析法及人造纤维 富集法. 1.1,1萃取法 通过萃取可以达到从维生素E油中分离PAHs的目 收稿日期:2005.07—15 基金项目:武汉市科技局攻关项目(20026007172.236) 作者简介:伍林(1965一),男,副教授,博士后,从事油脂化T,医药中间体的合成与分离等领域的研究. 5482005,Vo1.26,No.8※专题论述 的.将维生素E油溶解于乙腈,剧烈振荡,离心分 离后,用移液管移去上层,将下层含有苯并芘的液体 在旋转蒸发器中浓缩,并将其重新溶解于正己烷.将 此溶液以1ml/min的速度通过硅胶柱,同时用正己烷洗 脱滞留在柱中的苯并芘. 还可以采用环己烷溶解维生素E油,混合水溶液做 萃取剂,如:二甲酰胺与水混合液,环丁砜与水混合 液[31,蚁酸,咖啡因与水混合液…等,也可获取去除了 PAHs的维生素E.该法涉及的溶剂为有毒化学品,去 除溶剂较繁琐,分离出维生素E纯品成本较高. 1.1.2吸附法 将炭(NoritSA4)直接加入处理液,或在微波作用 下,用溶剂吸收[31废渣中的PAHs.Fogler等用可膨胀 的粘土(如高岭土)和阳离子表面活性剂结合来制备吸附 剂,这种吸附剂可用来脱除污水中痕量多环芳烃(如苯 并芘….吸附剂由酸活化的,含硅的粘土制成,在高 于25O?的温度下炭化吸附了的油,并在高于500?的温 度下活化,由此得到炭.炭化过程是在ZnCh或者H:SO 存在的条件下完成的,然后吸附剂就从食用油中脱除了 苯并芘和苯酚. 1.1.3层析法 柱层析法【3~】中柱填料为硅胶,炭(NoritSA4)或硅 藻土(Celite521).将维生素E油与正己烷以1:2的体积混 合,并在氮气加压的条件下将其加入柱中.用正己烷 淋洗,将所收集的洗脱液减压蒸馏除去正己烷,即可 得到不含有PAHS的维生素E油. 1.1.4人造纤维富集法 田树盛f8】研究了人造纤维bluerayon对油中多环芳烃 的富集.Bluerayon上的酞青蓝对具有三,四或者更多 环的稠环化合物(多环芳烃)均有亲和力.此类多环芳烃 一 般为平面结构的杂环芳胺,能与酞青蓝分子中的大平 面结构形成1:1的憎水复合物f91.在原油中放入b1Ue raYOn,待其充分吸附油中的多环芳烃后,取出blue rayon,用二氯甲烷洗脱,洗脱液中含多环芳烃.同时 有人比较了bluecotton,bluerayon,bluechitin对杂 环芳胺的吸附作用tlO1,由于不同载体上结合不同量的酞 青蓝,导致了这三种物质吸附能力的不同.用bluechitin 比用bluerayon和bluerayon更为简单有效,而且在通 常情况下,bluechitin对杂环芳胺有较高的回收率. 1.2化学反应法 用O,氧化或催化加氢使PAHs成为非毒性化合物. Rejnova[“13用O3氧化分解污水中的PAHs;Baron!等 用铂或铂.铑作催化剂,150~300?降解发动机尾气中 的PAHs;Szustakowski[1】用光谱型催化剂,150~300? 下降解固体或液体燃料中PAHs:Zielinski113】等用聚酯树 脂或聚乙二醇处理焦炭沥青,苯并芘能与聚酯树脂或聚 乙二醇尾部的官能团相互作用,可以去掉焦炭沥青中 90%以上的苯并芘;伍林等【l4】在催化剂存在下进行了多 环芳烃定向转化的研究,该方法提供了一种将脱除的多 环芳烃变废为宝的良好思路. 1.3生物反应法 用酶蛋白或非酶蛋白作催化剂,将PAHs氧化分解 1151.如用漆酶作催化剂氧化分解PAHs,用血红素蛋白 【161(如细胞色素c,血红蛋白)作催化剂,在H202存在 下,将其氧化分解为芳酮. 1.4化学一生物降解法 多环芳烃这类疏水化合物在土壤中可给性差,难于 被微生物利用.用H:O:将PAHs转化为氧化PAHs,在 植物油或原油存在下,土壤中PAHS降解,矿化.因 为土壤中依靠其它底物进行生长的微生物可以共代谢氧 化PAHS,植物油或原油是多环芳烃的代谢中间产物, 其存在及降解可激发诱导土壤微生物及相关降解酶l8】; 郭灿城[191模拟人体内生物解毒机理,选用与生物酶结构 类似的金属卟啉为主要原料的烟草生物降解剂,这种烟 草生物降解剂与烟草均匀混合,能够选择性地去掉香烟 中的致癌物质苯并芘. 1.5超临界流体萃取法 超临界流体萃取方法被广泛应用于污染物的分离, 例如:煤焦油污染的土壤中含有大于0.1%的多环芳烃. 用超临界流体CO:/Me0H处理多环芳烃,经过7h的萃 取后去除了92%的多环芳烃和其他污染物1201. 1.6微波萃取分离法 熊国华1211等研究了MK一1型光纤压力自控微波溶样 系统用于微波萃取的可行性,以合成土样为对象,比 较系统地研究了微波萃取PAHs的条件,萃取效率以及 溶剂,水分,土壤基体物质等因素的影响.在微波作 用下,丙酮一正己烷(体积比为1:1)和二氯甲烷对PAHs 的萃取能力相近,试样中小于20%的水分使丙酮.正己 烷(体积比为1:1)的萃取能力提高,而水分高于5%则使 二氯甲烷的萃取能力略有降低.在一定条件下,萘, 苊烯,芴,菲,葸,苯并芘的回收率在82.2%,94.1% 之间. 2多环芳烃去除方法在维生紊E油中的应用进展 天然维生素E油是利用油脂厂下脚料油渣,经脱臭 蒸馏而得.由于粮油作物生长过程中受大气,水,土 壤的污染;收获后又因晾晒和烘干不当,如在沥青地面 晒粮,使用溶剂浸出法生产植物油等,造成粮油及其 制品含有较高的苯并芘[221.而且从油渣中提取维生素E 油的过程,不仅是维生素E油的富集,同样也造成了 苯并芘的富集. ※专题论述2D0,Z.26,No.8549 我们采用HPLC荧光技术检测维生素E油,证实维 生素E油中苯并芘的存在.我国规定植物油中苯并芘的 最高限量为l0ug/kg,欧盟计划将食品中苯并芘的最大 含量定为lug/kgt. 维生素E油中苯并芘的含量较低,采用化学反应 法,化学.生物降解法和超临界流体萃取法效果不理 想.我们认为用温和的方法脱除维生素E油中苯并芘较 好.如用丙酮溶解维生素E油通过硅胶柱,正己烷作 洗脱剂能到达很好地分离维生素E和苯并芘的效果;还 试验了微波萃取法,人造纤维bluerayon富集等方法, 结果表明这些方法均能达到脱出维生素E油中苯并芘的 效果. 参考文献: 【2】 【3】 【4】 【5】 【6】 【7】 【8】 【9】 【l0】 吉云秀,邵秘华.多环芳烃的污染及其生物修复【J】.交通 环保,2003,24(5):33-36. 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