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柏油馬路發出的氣味有害嗎?日曬雨淋可能會使瀝青轉化為潛在有毒化合物
2020年08月10日    閱讀量:884    新聞來源: 高分子科學前沿  |  投稿

石油是現代工業社會最重要的原料。一方面其作為能源的來源,驅動著絕大多數的運輸工具;另一方面,它也是化學工業重要的原材料,是現代社會的重要基石,因此它也被稱為“工業的血液”。石油的開采與深加工,極大的提高了人們的生活水平,但是也帶來了諸多問題,環境污染就是其中之一瀝青網sinoasphalt.com。十年前墨西哥灣的“深水地平線”鉆井平臺發生爆炸,造成了人類歷史上最嚴重的石油泄漏事故。科研工作者們對油水分離,收集泄露的原油開展了廣泛而深入的研究。然而另一種石油提煉的殘渣,被稱為“桶底油”的瀝青所造成的污染,卻被人所忽視。相對于離我們較遠的原油,瀝青則廣泛的存在于我們周圍,無論是柏油馬路還是屋頂的防水材料,都大量使用瀝青作為粘合劑。


日前,來自美國佛羅里達州立大學的研究者們,使用高分辨率離子回旋共振(ICR)質譜儀技術,在水與陽光的存在下,研究了瀝青對環境的污染情況,發現在近似實際的條件下,有近千種有毒物質會被釋放到環境中。相關研究以“Characterization of an Asphalt Binder and Photoproducts by Fourier TransformIon Cyclotron Resonance Mass Spectrometry Reveals Abundant Water-SolubleHydrocarbons”發表于《Environmental Science & Technology》雜志。

在我們日常生活中的柏油馬路,主要是由作為骨料的石子與作為粘合劑的瀝青,混合后,攤鋪,壓實而成的。在以前研究者認為,瀝青作為一種高沸點,惰性材料,幾乎不會有物質被水溶解出來。然而,最近研究者們發現原油在太陽光的照射下,會發生光致氧化,產生水溶性含氧烴類化合物,并且這類物質大多對人的身體存在潛在的威脅。因此,佛羅里達州立大學國家強磁場實驗室的化學家們,利用作為化學元素分析的高分辨率離子回旋共振(ICR)質譜儀,分析了其中所產生的物質。


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在不同陽光照射時間下瀝青光氧化分解產生的物質


研究者將瀝青在含水的條件下,置于陽光下照射1天,3天,7天后,利用光電離氣體傅里葉變換離子回旋共振質譜分析水中化學物質組成,以探究瀝青在光照條件下的溶解情況。這是首次將這種應用于化學組成分析的方法,應用于瀝青污染物的分析。結果發現瀝青在陽光照射后,有多種含氧、含氮烴類物質被溶解出來,這些物質大都對人體存在潛在危害。在實驗過程中也發現,含氧量少的烴類化合物首先被溶解出來,最先達到峰值,含氧量較多的烴類化合物則溶解速度較慢,達到峰值時間較晚。在1天后,溶出量最大的是含有6個氧原子的烴類化合物,在7天后,溶出量最大的為含有9個氧原子的烴類化合物。

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在光照條件下氮氧化物的溶出情況


研究者們也對光照條件下,光致氧化導致的氮氧化物溶出情況進行了檢測,發現與含氧的烴類化合物相似的趨勢。


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在常溫下,光照刺激瀝青在水中攪拌7天的溶解情況


研究小組也進行了對比試驗,發現被太陽照射7天后水溶性有機物的溶出量是在黑暗條件下的25倍以上。而且,他們使用實驗室的離子磁旋共振技術,從被太陽照射的樣品中檢測出水中15,000多種不同的含碳分子。

文章作者羅杰斯(Rodgers)說:“我們已經明確驗證了瀝青粘合劑具有產生水溶性污染物的潛力,但這些污染物對環境的影響還有待于研究。”她還說:“希望這個研究,可以為未來的解決方案提供動力,工程師們可以利用這些信息找到更好的替代材料,使用在路面的鋪裝與各種防水密封的地方。”環境的污染問題只是我們發展前進路上的一個小插曲,可能會有一時的困難,但是隨著時間的推移與科技的進步,我們終將可以將其完美的解決。


標簽:行業新聞技術中心
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