多溴联苯醚（PBDEs）类溴代阻燃剂存在于环境中，由于其生物累积性、环境持久性和可能的毒性作用备受关注。光降解是有机污染物在水环境中转化的一个重要途径，天然水体含有各种溶解态、胶体态和悬浮态的有机和矿物成分。十溴联苯醚（BDE-209）一旦进入水环境中，由于其极强的疏水性（logKow > 8）倾向于吸附在固体颗粒物上。此外，积累在土壤中的BDE-209也可以通过地表径流进入天然水体。因此，很有必要研究吸附在颗粒物表面的BDE-209的光化学转化过程，更好地理解该物质的环境行为。
王遵尧教授课题组致力于有机污染物的环境过程转化机理的研究工作。近来，将BDE-209负载于各种固体基质表面，以氙灯作为光源模拟日光研究了水溶液中颗粒物表面BDE-209的光降解行为，采用气相-质谱、液相-质谱、离子色谱等现代分析技术，结合分子轨道理论计算方法确定了反应中间产物，在此基础上进一步提出了反应路径。得到了以下研究结论：不同颗粒物上BDE-209的降解速率不同，这与颗粒物的化学成分、表面结构和光学性质有关；在光照下，硅胶、三氧化二铝等颗粒物能产生羟基自由基（图1）。
图1 （A）不同颗粒物上BDE-209的光降解效率；（B）硅胶反应体系中DMPO–?OH加合物的EPR谱图；（C）不同固体颗粒物反应体系的EPR谱图。图中：SG是硅胶，QS是石英砂，KL是高岭石，ATP是凹凸棒土，MT是蒙脱石，DE是硅藻土，PS是稻田土，XL是仙林土，JXR是九乡河表层沉积物，YS是黄土，RS是红土，BS黑土
BDE-209光解主要生成低溴代的多溴联苯醚、羟基化多溴联苯醚、多溴二苯并呋喃、羟基化多溴二苯并呋喃、溴酚类和溴离子，提出了连续脱溴、分子内消除HBr、羟基加成和醚键断裂的降解途径（图2）。这项研究有助于理解天然水中固体表面吸附的BDE-209的光化学转化，这对于评估PBDEs的环境归趋至关重要。此外，本研究可为其它有机污染物在颗粒物表面的降解研究提供参考和借鉴，特别是发现了三氧化二铝、高岭土和部分天然土壤等自然界中广泛分布的物质在光照下能够产生羟基自由的现象，对理解有机污染物在环境中的归趋具有重要的指导作用。
图2 硅胶表面BDE-209光降解反应路径（红色为GC-MS响应物质）
这一研究成果近日在线发表于《Water Research》(DOI: 10.1016/j.watres.2017.08.033)，论文第一作者为曲瑞娟助理研究员，第二作者为李晨光博士研究生，通讯作者为王遵尧教授。研究工作得到国家自然科学基金、国家博士后基金、江苏省自然科学基金青年基金的资助。同时，得到污染控制与资源化国家重点实验室的支持，作者对此表示感谢。
