환경 오염 물질 검출 - EPR(ESR) 애플리케이션
환경오염은 지구적 위기의 하나로 인간의 생명과 건강에 영향을 미치고 있습니다. 공기, 물, 토양 오염물질 중에는 새로운 종류의 환경적으로 유해한 물질인 EPFR(환경 지속성 자유 라디칼)이 있습니다. EPFR은 환경 어디에나 존재하며 세포 및 신체 손상을 유발하고 암의 원인 중 하나이며 강력한 생물학적 위험 효과를 갖는 반응성 산화물 종(ROS)의 생성을 유도할 수 있습니다. 전자 상자성 공명(EPR 또는 ESR) 기술은 EPFR을 감지하고 정량화하여 위험의 원인을 찾고 근본적인 문제를 해결할 수 있습니다. EPFR이란 무엇입니까? EPFR은 수명이 짧은 자유 라디칼에 대한 전통적인 우려와 관련하여 제안된 새로운 종류의 환경 위험 물질입니다. 그들은 수십 분에서 수십 일 동안 환경에 존재할 수 있고 수명이 길며 안정적이고 지속적입니다. 안정성은 구조적 안정성에 바탕을 두고 있어 쉽게 분해되지 않으며, 서로 반응하여 터지기 어렵습니다. 지속성은 환경 중의 다른 물질과 쉽게 반응하지 않아 환경에서 지속될 수 있다는 불활성에 기초합니다. 일반적인 EPFR은 사이클로펜타디에닐, 세미퀴논, 페녹시 및 기타 라디칼입니다. 일반적인 EPFR EPFR은 어디에서 오는가? EPFR은 대기 미립자 물질(예: PM 2.5), 공장 배출물, 담배, 석유 코크스, 목재 및 플라스틱, 석탄 연소 미립자, 수역의 용해성 분획, 유기적으로 오염된 토양 등과 같은 광범위한 환경 매체에서 발견됩니다. EPFR은 환경 매체에서 광범위한 운송 경로를 가지고 있으며 수직 상승, 수평 운송, 수역으로의 수직 퇴적, 육지로의 수직 퇴적 및 수역의 육지 이동을 통해 운송될 수 있습니다. 이동 과정에서 새로운 반응성 라디칼이 생성될 수 있으며, 이는 환경에 직접 영향을 미치고 자연 오염원의 원인이 됩니다. EPFR의 형성 및 멀티미디어 전송 (Environmental Pollution 248 (2019) 320-331) EPFR 검출을 위한 EPR 기술 적용 EPR(ESR)은 짝을 이루지 않은 전자를 포함하는 물질을 직접 검출하고 연구할 수 있는 유일한 파동분광법 기술로, 높은 감도와 실시간 현장 모니터링 등의 장점으로 인해 EPFR 검출에 중요한 역할을 합니다. EPFR 검출을 위해 EPR(ESR) 분광학은 공간적 차원과 시간적 차원 모두에서 정보를 제공합니다. 공간적 차원은 자유 라디칼의 존재를 증명하고 분자 구조 등에 대한 정보를 얻을 수 있는 EPR 스펙트럼을 의미합니다. EPR 테스트를 통해 샘플 내 자유 라디칼과 같은 종을 분석할 수 있으며 연속파 EPR 스펙트럼은 다음과 같은 정보를 제공할 수 있습니다. g-인자 및 초미세 결합 상수 A로, 이를 통해 연구자들은 자유 라디칼의 전자 구조와 같은 정보를 얻을 수 있습니다. 시간 차원은 EPR 신호의 현재 시간을 모니터링하여 EPFR의 반감기를 추론할 수 있음을 의미합니다. 토양 환경에서 EPFR 검출에 EPR 기술 적용 석유 처리, 저장, 운송 및 저장 탱크에서의 누출 가능성은 모두 토양 오염에 취약합니다. 다양한 휘발성, 반휘발성, 살충제 및 PCB로 오염된 토양을 복원하기 위해 열처리 기술을 사용할 수 있지만 가열은 토양의 물리화학적 특성을 변화시킬 수 있습니다. 토양 내 PCP 및 EPFR에 대한 저온 열처리 효과는 EPR 기술을 사용하여 연구할 수 있습니다. 닫힌 가열(무산소 조건)과 개방형 가열(산소가 풍부한 조건)의 두 가지 가열 유형을 사용하여 토양을 열처리하고 EPR(ESR)에 대해 테스트했습니다. 테스트 결과는 개방형 토양에서 약간 더 넓고 약한 EPR(ESR) 라디칼 신호를 보여 주었으며, 이는 개방형 가열로 인해 산소 중심 구조를 가진 PCP 라디칼 또는 기타 유사한 라디칼이 형성되었음을 나타냅니다. 가장 높은 EPFR 농도는 100°C의 개방 가열에서 10 x 1018 spin/g이었고, 75°C의 폐쇄 가열에서는 12 x 1018 spin/g이었습니다. 결과는 PCP로 오염된 토양의 저온 처리가 PCP를 충분히 오랜 시간 동안 환경에 존재할 수 있는 더 독성이 강한 EPFR로 전환할 수 있음을 시사합니다. 폐쇄형 및 개방형 토양의 EPR 스펙트럼과 EPFR 및 PCP의 해당 농도(Environ Sci Technol, 2012, 46(11): 5971-5978) 담배 연기 내 EPFR 검출을 위한 EPR 기술 적용 담배 연기는 입자/물방울(TPM, 총 미립자 물질)과 기체상 화학 물질(독성 가스, 휘발성 유기 화합물, 단명성 라디칼 등)로 구성된 에어로졸입니다. TPM에는 고농도의 장수명 EPFR, 안정적인 라디칼이 포함되어 있습니다. 수산기 라디칼(-OH)의 형성을 통해 DNA 손상을 유발하여 인간 건강에 장기적으로 부정적인 영향을 미치는 원인입니다. 기존 담배의 경우 탄소 중심의 자유 라디칼이 존재하므로 EPR 기술로 검출할 수 있습니다. 최신 전자 담배의 경우 EPR 기술을 사용하면 전자 담배를 흡입하는 동안 생성된 자유 라디칼을 측정하고 TPM에서 각각 EPFR 생성 및 ROS 생성을 정량화할 수 있습니다. 전자담배 TMP에서 생성되는 하이드록실라디칼의 양 (환경과학과 기술 2020 54(9), 5710-5718) 석탄 채굴 지역의 EPFR 검출에 EPR 기술 적용 중국 윈난성 쉬안웨이(Xuanwei)는 폐암 발병률이 높은 지역이다. 이 지역은 유연탄 매장량이 풍부하고 주민들은 일상생활과 산업 생산에 유연탄을 사용하고 있습니다. 역청탄이 연소되면 폐암 발생률이 높은 주요 원인으로 꼽히는 다환방향족탄화수소(PAH) 등 물질을 함유한 오염물질이 발생한다. 다환방향족탄화수소(PAH)는 환경에 가장 널리 분포된 잠재적 발암성 및 기형 유발 화학 오염물질입니다. 분자 자체는 상자성이 아니지만 실리카-알루미늄 촉매의 작용으로 해당 양이온 라디칼로 쉽게 산화됩니다. 촉매 표면에 흡착...