離子液體環(huán)境降解與轉(zhuǎn)化產(chǎn)物風(fēng)險(xiǎn)評估研究新進(jìn)展

離子液體作為廣受認(rèn)可的綠色溶劑與功能材料，憑借極低揮發(fā)性與優(yōu)異化學(xué)穩(wěn)定性在諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用，但這些特性也使其在環(huán)境中具有較強(qiáng)持久性。同時，其降解產(chǎn)生的成分復(fù)雜的未知轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，傳統(tǒng)靶向質(zhì)譜方法難以準(zhǔn)確解析結(jié)構(gòu)與評估毒性，成為制約離子液體綠色可持續(xù)應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸。

南京大學(xué)曲瑞娟、江蘇省疾病預(yù)防控制中心霍宗利與新疆大學(xué)黃海寶等研究者，提出了一種整合特征分子網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)毒理學(xué)的全新分析框架，攻克了上述技術(shù)難題。研究證實(shí)，UV/NaClO 工藝能夠在 20 分鐘內(nèi)高效降解烷基咪唑類離子液體 PnMIm，去除率超 96.2%，且在寬 pH 范圍和實(shí)際水體中均能保持穩(wěn)定的降解性能。

通過該分析框架，團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)識別出 18 種轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，并厘清了三條主要降解路徑。分子對接與動力學(xué)模擬揭示：去烷基化和羥基化反應(yīng)能削弱產(chǎn)物的疏水接觸，顯著降低其毒性；但咪唑環(huán) C (4)-C (5) 鍵斷裂產(chǎn)生的開環(huán)產(chǎn)物，會與血清白蛋白形成強(qiáng)結(jié)合，可能損害其物質(zhì)傳輸功能與擬酶活性。后續(xù)斑馬魚胚胎實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證，經(jīng) UV/NaClO 工藝處理后，含離子液體廢水的發(fā)育毒性得到顯著降低。

該工作首次確立了離子液體降解路徑解析與轉(zhuǎn)化產(chǎn)物風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測的分析 - 計(jì)算統(tǒng)一范式，既深入闡明了降解機(jī)理，又為含離子液體廢水的可持續(xù)處理提供了兼具理論支撐與實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的解決方案。

來源：Environ. Sci. Technol.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.5c15866