新型环境污染物—人工甜味剂三氯蔗糖降解实验研究

【摘要】：新型人工甜味剂三氯蔗糖是近年来被广泛认可的人工合成蔗糖取代物,由于三氯蔗糖的优越口感而被越来越多的应用于食品、个人护理产品等多个领域。但是三氯蔗糖几乎不被代谢降解,随着人类的生产、生活排放至环境中。其环境危害已引起世界各国的毒理学、环境科学学者的关注,三氯蔗糖应视为一种新兴的有机污染物而得到重视。本文主要研究了人工甜味剂三氯蔗糖的SBR生物污泥及化学法降解,为正确评价其在环境中的行为,减少对环境的危害提供了科学依据。本文用HPLC-ELSD检测器对三氯蔗糖降解实验跟踪分析,降解产物用HPLC-MS检测器进行测定。分析高级氧化法降解动力学,同时利用体外细胞毒性(MTT)法对三氯蔗糖降解产物进行毒理学评价。主要研究内容如下:(1)三氯蔗糖生物活性污泥法降解规律及其影响因素。生物活性污泥法降解三氯蔗糖,在驯化好的活性污泥系统中,三氯蔗糖并未有效的成为活性污泥中微生物营养源,在模拟SBR活性污泥体系中,三氯蔗糖的生化去除率不高。(2)电化学法对模拟废水的三氯蔗糖有一定去除效果。该体系下三氯蔗糖的去除最佳可达64.3%。UV光反应体系下,通过光化学反应对三氯蔗糖的降解率达到61.2%,双氧水的掺加大大提高了三氯蔗糖光解速率和去除率,其加入可以提高三氯蔗糖在UV体系降解反应速率,在体系中加入浓度达到7 mmol/L时,降解效率可达到79.2%。(3)UV-电化学掺加双氧水联用体系降解三氯蔗糖反应历程中,三氯蔗糖去除率可达97.9%,降解历程符合一级动力学方程,同时说明双氧水的掺加对UV-电化学联用体系降解该污染物具有促进作用。(4)三氯蔗糖降解反应途径主要发生糖苷键断裂发生的水解反应,反应历程中未能得到更小分子量的无机化合物,但是整个反应历程是三氯蔗糖分子逐渐被降解为小分子的有机化合物。(5)通过对三氯蔗糖及其电化学-UV协同联用降解产物的(MTT法)细胞毒性结果可以看出,三氯蔗糖其本身的细胞毒性不大,基本与阴性对照的结果一致。因此我们可以认为三氯蔗糖本身具有一定的安全性,但三氯蔗糖在该体系下降解产物细胞毒性远远高于三氯蔗糖本身。