125-33-7 / 溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生的羥基物種對(duì)撲米酮降解的貢獻(xiàn)

撲米酮(Primidone，PMD)是一種抗癲癇藥物，因其在水體中半衰期長(zhǎng)，而被用來(lái)作為水體中藥物類(lèi)和個(gè)人護(hù)理用品（PPCPs）降解的示蹤化合物。同時(shí)目前關(guān)于溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)(Dissolved organic matter, DOM)產(chǎn)生的游離羥基自由基(HO?-free)和低能量羥基物種(HO?-like)對(duì)藥物降解過(guò)程的研究較少，因此明晰撲米酮的光降解機(jī)理一方面對(duì)預(yù)測(cè) PPCPs的光降解有重要的意義；另一方面為溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生的HO?-like對(duì)水體中污染物的降解歸趨提供研究基礎(chǔ)。

本文首先探討了撲米酮在DOM中的光降解動(dòng)力學(xué)，定量和定性研究了羥基自由基(HO?)、單態(tài)氧(1O2)、三線態(tài)有機(jī)質(zhì)(3DOM*)、超氧根自由基(O2??)等活性物種與撲米酮的反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)撲米酮在DOM中的降解主要受到 HO?的控制，如下圖所示，且隨著溶解氧濃度的增高會(huì)增加HO?的生成從而提高撲米酮的降解速率。

▲溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生的羥基物種對(duì)撲米酮降解的貢獻(xiàn)

▲撲米酮在溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)溶液中的光降解曲線

除此之外，研究發(fā)現(xiàn)撲米酮不僅能與游離羥基自由基(HO?-free)反應(yīng)，還能與低能量羥基物種(HO?-like)反應(yīng)。于是本研究首次通過(guò)甲烷淬滅實(shí)驗(yàn)估算了不同來(lái)源的DOM里HO?-free和HO?-like對(duì)撲米酮降解的貢獻(xiàn)率，如下圖所示，證明HO?-like在難降解的PPCPs 光降解過(guò)程中是不可忽視的；并以撲米酮為探針，測(cè)定DOM中產(chǎn)生的HO?-free穩(wěn)態(tài)濃度范圍在0.27 ~1.05×10-15M-1。

▲不同來(lái)源的溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)溶液中產(chǎn)生的游離羥基自由基對(duì)撲米酮降解的貢獻(xiàn)

最后，研究運(yùn)用超高效液相色譜串聯(lián)四級(jí)桿飛行時(shí)間質(zhì)譜測(cè)定了撲米酮在DOM存在下的光降解產(chǎn)物，結(jié)合差異性分析等數(shù)理統(tǒng)計(jì)法，如下圖所示，對(duì)復(fù)雜介質(zhì)樣品進(jìn)行差異判別分析和聚類(lèi)分析，從DOM中成功識(shí)別出撲米酮的 28 種光化學(xué)轉(zhuǎn)化產(chǎn)物并確定了撲米酮的降解路徑。

▲撲米酮在含/不含SRNOM不同光照時(shí)間樣品與PLFA不同光照時(shí)間樣品的OPLS-DA積分矩陣圖。

參考文獻(xiàn)

Liu Yingjie, Yan Shuwen, Lian Lushi, Ma Jianzhong, Zhou Huaxi, Song Weihua. Assessing the contribution of hydroxylation species in the photochemical transformation of primidone (pharmaceutical) [J]. Science of The Total Environment, 2019, 696: 133826.