近日，环境与生态学院何锋教授团队在冰相环境中新污染物转化机制研究方面取得重要进展，相关研究成果以“Mechanistic Insights into the Photoconversion of Tire Rubber Antioxidant 6PPD at the Liquid-like Layer of Ice Crystals”为题，发表在化学领域顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》（JACS）上。
6PPD（N-(1,3-dimethylbutyl)-N′-phenyl-p-phenylenediamine）是一种广泛添加于轮胎橡胶中的抗氧化剂，并在轮胎磨损过程中持续释放至环境，其转化产物6PPD-quinone（6PPD-Q）因具有显著生态毒性而受到广泛关注。近年来，大量研究聚焦于液态水环境中6PPD向6PPD-Q的转化过程。然而，在寒区及季节性积雪地区，轮胎磨损颗粒及其释放的6PPD往往经历长期冻结与融雪循环过程，冰雪环境对其迁移转化行为的影响机制尚不明确。
针对这一科学问题，研究团队系统研究了冰晶类液层（Liquid-like Layer, LLL）中6PPD的光化学转化过程。研究发现，相较于液态水环境，冷冻环境显著促进了高毒性产物6PPD-Q的生成，其摩尔产率提高近4倍。结合多种谱学表征、稳定同位素示踪及理论计算，研究揭示了液态类层中溶质富集和酸化效应协同促进6PPD-Q转化的新机制，并提出“O2-H₂O双氧源协同机制”。该研究拓展了冻结浓缩效应的理论认识，为寒区环境中新污染物的迁移转化与风险评估提供了重要理论依据。
论文第一作者为环境与生态学院青年教师刘邦海副研究员，2023级硕士研究生高佳玮作为第二作者为课题作出重要贡献。何锋教授为本文唯一通讯作者。
研究工作得到了国家自然科学基金（含杰出青年科学基金项目、创新研究群体项目、重点国际（地区）合作研究项目和青年科学基金项目）、中国博士后科学基金以及中央高校基本科研业务费等项目资助。
论文连接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c06665
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