室内灰尘中邻苯二甲酸酯的污染分析开题报告

1．研究的背景、目的及意义

1.1 研究的背景

1931年，PVC树脂生产工业化以来，增塑剂的生产获得了迅速发展。2012年全球增塑剂总产量约为750万吨，年消费增长率在3%左右^[1]，而中国市场消费增长率在10%以上。作为增塑剂的重要成员，领苯二甲酸酯（Phthalate Acid Esters,PAEs）占全球增塑剂生产总量的92%，在增塑剂的生产和消费中占主导地位^[2]。PAEs目前已成为地球上广泛存在的环境污染物之一，在大气、水体、土壤和沉积物等介质中均被检测到^[3]。由于PAEs类化合物具有雌激素作用，能够干扰人体内正常的内分泌系统，因而被称为环境激素^[4]。

环境激素指能干扰动物与人体正常内分泌机能的外源性化学物质，由于它往往具有类似激素的作用，故又称“环境荷尔蒙”^[5]。目前世界上合成出2000多万种化学品，其中有70种左右被列入环境荷尔蒙，其中67种是有机物^[6]。随着环境激素对环境释放增加，不仅对人体健康而且对生态环境带来更多危害^[7]。邻苯二甲酸酯是其中的一种。

随着塑料制品的大量生产，广泛使用以及随意的废弃，作为其主要成分的增塑剂，邻苯二甲酸酯也越来越多的进入到环境水体、土壤和大气中，成为全球性的环境污染物，其潜在危害也越来越受到世界的关注^[8]。近年来，随着对DEHP和DBP毒性认识的深入，发达国家DEHP和DBP的使用量已经逐步减少^[9]，相应地DINP和DIDP用量增加了，但由于生产工艺的问题，我国塑料行业主要使用的增塑剂仍是DEHP和DBP^[10]。

此外，有研究发现该类化合物具有致癌、致畸、致突变和致哮喘的作用^[11]。PAEs类化合物在环境中广泛存在，威胁着人类的健康，引起越来越多的关注^[12]。环境中的多种介质中均存在一定量的PAEs，不同环境介质中PAEs的组成存在差异^[13]。而空气中的灰尘颗粒是PAEs等的重要环境归宿。在同一环境介质中，颗粒本身的性质对于污染物的趋势具有重要的影响。对于多环芳烃在颗粒中的组分研究发现，不同粒径及来源的颗粒中多环芳烃的含量存在差异^[14]。同样，PAEs来源广泛，其分子结构及性质随着基团烷基链的长短变化存在较大差异，其在环境中的赋存状态势必液会存在区别。研究环境介质的理化性质及PAEs特性之间的相关性，有助于更好的预测环境中PAEs的^[15]归趋，并对其环境风险进行有效预测。

1.2 研究目的

通过研究PAEs在不同来源、不同粒径的灰尘颗粒中的含量及分布，判断PAEs在环境中的赋存状态及其规律，预测其环境风险及影响因素。

1.3 研究意义

近年来，室内环境污染与健康成为政府和公众关注的重要环境问题之一。室内环境中，塑料制品及其他以邻苯二甲酸酯类为增塑剂的日化用品已经成为人们生活中不可缺少的一部分，然而目前，我国对邻苯二甲酸酯的研究大多在水体、大气等室外环境以及其毒理方面，而对室内环境中邻苯二甲酸酯的污染还很少有相关的调查与研究，对比欧美而言，我国室内空气中邻苯二甲酸酯类污染十分严重。为了了解我国室内邻苯二甲酸酯的污染程度，本课题对室内空气和降尘进行了分析方法和实际样品的系统研究。

2．主要研究内容

主要研究内容包括：

2.1 灰尘的采集、干燥和粒径的筛分

采集室内灰尘，干燥后筛分粒径，比较不同来源灰尘的粒径分布特征。

2.2 灰尘中污染物的提取及净化

采用超声波提取、固相萃取的方式提取净化灰尘中的邻苯二甲酸酯。

2.3 气相色谱-质谱法测定灰尘中的邻苯二甲酸酯含量

利用气相色谱-质谱法，分析测定灰尘提取液中的邻苯二甲酸酯含量。

2.4 分析灰尘中邻苯二甲酸酯的分布和粒径的关系

结合灰尘粒径分布及其邻苯二甲酸酯含量，分析两者的关系，并且比较不同来源的室内灰尘的分布特征。

3．拟采用的研究方法、步骤

3.1 研究方法

采集不同来源的灰尘样品，根据不同粒径进行筛。利用超声提取-氮吹富集-固相萃取净化的方法，采用氘代化合物作为内标，测定不同颗粒中邻苯二甲酸酯的浓度。结合颗粒理化性质与化合物在颗粒中的浓度，进一步分析邻苯二甲酸酯含量及分布与颗粒理化性质的相关性、颗粒来源对邻苯二甲酸酯含量的影响、以及不同邻苯二甲酸酯的性质对其分布的影响。

3.2 研究步骤

主要拟定步骤如下：

（1）样品采集、干燥及筛分

采集典型室内灰尘，采用自然风干及冷冻干燥相结合的方式干燥样品，利用不同尺寸的钢筛进行粒径筛分。

（2）确定邻苯二甲酸酯的气相色谱-质谱检测条件

通过改变升温程序等确定合适的气相条件，在全谱扫描的基础上确定目标化合物的定量离子和定性离子等质谱条件，建立邻苯二甲酸酯的气相色谱-质谱标准曲线。

（3）确定样品前处理方法

利用超声提取、选用合适的固相萃取柱，确定前处理条件。

（4）测定灰尘中的邻苯二甲酸酯含量

利用确定的前处理方法和仪器检测条件，测定灰尘样品中邻苯二甲酸酯的含量。

（5）数据分析

针对灰尘中邻苯二甲酸酯的测定结果，结合粒径分布数据，分析数据结果。

4．主要参考文献

[1] Rahman, M.; Brazel, C. S. The plasticizer market: an assessment of traditional plasticizers and research trends to meet new challenges[J]. Progress in Polymer Science, 2004, 29, 1223-1248.

[2] Salim, C. J.; Liu, H.; Kennedy, J. F. Comparative study of the adsorption on chitosan beads of phthalate esters and their degradation products[J]. Carbohydrate Polymers, 2010, 81(3), 640-644.

[3] Huang, P.-C.; Tien, C.-J.; Sun, Y.-M.; Hsieh, C.-Y.; Lee, C.-C. Occurrence of phthalates in sediment and biota: Relationship to aquatic factors and the biota-sediment accumulation factor[J]. Chemospher, 2008, 73 (4), 539-544.

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[11] 裴小强, 沈学优. 室内空气中邻苯二甲酸酯的污染特征及健康风险[D]. 浙江: 浙江大学, 2013: 02-06.

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[13] 马丽巍. 室内空气中邻苯二甲酸酯的污染特征及健康风险[J]. 化工管理, 2014, 35: 30-35.

[14] 谭和平, 钱珊珊, 史谢飞, 冯德键. GC/MS法测定室内空气中邻苯二甲酸酯类物质[J]. 分析试验室, 2012, 8: 15-19.

[15] 王夫美. 室内空气颗粒物和降尘中邻苯二甲酸酯污染特征及人体暴露评价[D]. 天津: 南开大学, 2012: 5-18.

5．具体进度安排（包括序号、起迄日期、工作内容）

具体进度安排如下：

1. 2022年2月20日至2022年3月3日：完成论文文献的查阅及翻译工作，制定研究工作计划，完成开题报告，完成实验所需器材、试剂和药品的订制。

2. 2022年3月6日至2022年5月21日：完成论文的各项实验研究，开始撰写论文，具体安排如下：

（1）2022年3月6日至2022年3月17日：查阅和研究文献资料，采集灰尘样品；

（2）2022年3月20日至2022年4月1日：干燥、筛分样品；

（3）2022年4月5日至2022年4月21日：确定气相色谱-质谱条件及样品前处理方法；

（4）2022年4月22日至2022年5月7日：测定灰尘中的邻苯二甲酸酯含量

（5）2022年5月8日至2022年5月21日：撰写论文。

3. 2022年5月22日至2022年6月18日：完成论文查重及答辩工作。