专题2：同位素效应
三氯生自然光降解过程中的单体稳定同位素分馏效应
刘艺^1,2,3, 金彪^1,2,3*, 张干^1,2
1. 中国科学院广州地球化学研究所, 广州, 510640; 2. 深地科学卓越创新中心, 广州 510640; 3. 中国科学院大学, 北京, 10069.


三氯生是一种高效广谱抗菌剂，广泛应用于牙膏、肥皂和化妆品等个人护理品中。随着三氯生的大量使用，导致其在河流、湖泊及沉积物等环境介质中均被检测出。研究表明，直接光降解是三氯生的重要环境转化途径，并可能生成氯代二噁英等毒害降解产物。目前，相关研究主要关注降解动力学和降解产物识别上，对其断键转化机理的研究相对较少。单体稳定同位素分析技术（compound specific isotope analysis, CSIA）是示踪研究环境中有机污染物转化程度以及其转化机理的有力工具。CSIA的环境应用主要基于一个现象：目标化合物转化过程中，反应断键位置上的“轻”同位素相对于“重”同位素优先被消耗，导致剩余单体中重同位素的富集，这为示踪有机污染物的转化过程提供了新的可能。针对三氯生单体，我们首先建立了单体稳定碳、氯同位素的分析方法；并在实验室模拟了三氯生自然光降解过程，并观测和解析三氯生光降解过程中的碳、氯同位素分馏效应，探究期间断键机理。
主要工作如下：
（1）基于GC-IRMS建立了三氯生的单体稳定碳同位素分析方法，测试了不同实验条件下三氯生的碳同位素富集情况，并通过计算表观动力学同位素效应，推测其在对应条件下的主要断键类型，进而确定三氯生的断键转化机理。
（2）基于GC-qMS建立了三氯生的单体稳定氯同位素在线分析方法，并用于研究不同pH条件下三氯生的直接光降解过程，结果显示，在pH值8.3和4.5时，三氯生的氯同位素富集因子分别为-2.61±0.37‰和-0.72±1.95‰。由此，我们推测在较高pH环境下更容易发生“碳–氯”键断裂，这也将直接影响不同代谢产物的生成和累积。
（3）基于FT-ICR-MS对三氯生光降解产物进行了识别，结合上述断键机理的研究工作，将单体同位素效应与特定毒害代谢产物生成相关联。

同位素分馏,三氯生,光降解