[发明专利]预测有机污染物在聚乙烯微塑料和水相间分配常数的方法

说明书

本发明提供了一种预测有机污染物在聚乙烯型微塑料和水相之间分配平衡常数的方法，属于面向环境生态风险评价的定量结构‑性质关系技术领域。本发明使用描述符εsubgt;α/subgt;(εsubgt;α/subgt;＝Esubgt;LUMO/subgt;－Esubgt;HOMO‑water/subgt;，Esubgt;LUMO/subgt;为最低未占分子轨道能，Esubgt;HOMO/subgt;为最高占据分子轨道能)、εsubgt;β/subgt;(εsubgt;β/subgt;＝Esubgt;LUMO‑water/subgt;－Esubgt;HOMO/subgt;)和log D(不同pH条件下的正辛醇/水分布系数)，分别构建了可用于预测有机污染物在PE和海水、PE和淡水、PE和纯水之间Ksubgt;d/subgt;值的QSPR模型。所建模型可用于预测多氯联苯、氯苯、多环芳烃、抗生素、芳烃、脂肪烃、六氯环己烷等有机污染物的Ksubgt;d/subgt;值，且具有良好的拟合能力、预测能力和稳健性。

技术领域

本发明涉及生态安全评价技术领域，具体涉及一种面向环境生态风险评价的定量结构-性质关系(QSPR)技术领域，特别涉及一种预测有机污染物在聚乙烯型微塑料和水相之间分配平衡常数的方法。

背景技术

微塑料(粒径＜5mm)是一类全球性新型环境污染物，因其生物累积、生态毒性和吸附行为而备受关注。微塑料进入水体后，会与水环境中的有机污染物发生相互作用，增强有机污染物对生物体的毒性效应，甚至沿食物链进行传递，增加生物体和人体的暴露风险，进而危害生态环境安全和人类健康。

K_d是描述有机污染物在微塑料和水相间分配行为的重要参数。K_d值可以影响有机污染物在环境中的迁移、转化及归趋，了解水体中微塑料与有机污染物的相互作用对后续两者毒理效应的研究十分必要。但目前微塑料的相关研究尚处于起始阶段，实验报道的K_d值数量非常有限，完全无法满足后续研究的需求。同时，因为有机污染物种类众多、可解离有机污染物还具有不同解离形态、不同水环境介质中有机污染物与微塑料的相互作用强度差异显著等原因，待测定K_d值数量又大大增加。实验测定K_d值的过程中还存在微塑料在溶液中不易均匀分散，造成实验误差等问题。因此，发展性能良好的预测K_d值的方法尤为重要。

定量结构-性质关系(Quantitative Structure-Property Relationship，QSPR)可以避免实验误差、不受实验条件等诸多因素限制，且开发成本低廉、方便快捷，已被成功应用于预测有机污染物的理化性质、环境行为和生态毒性参数，其可以根据分子结构信息，预测有机物的K_d值。然而，目前报道的关于K_d的QSPR模型，在有机物的类型和数目、模型的预测能力以及所揭示的吸附机制等方面还存在一些不足。

Smedes等人(Smedes F,Geertsma R W,Zande T,et al.Polymer-waterpartition coefficients of hydrophobic compounds for passive sampling:Application of cosolvent models for validation.Environmental ScienceTechnology,2009,43(18):7047-7054.)分别基于分子量和正辛醇/水分配系数建立了26个多环芳烃的吸附模型，并比较了描述平衡分配系数的最优方法。然而该模型并没有对不同类型的微塑料加以区别，且模型应用域的适用性较差，不能用于不同水介质中不同种类型微塑料对有机污染物吸附能力的预测。