石油是現(xiàn)代工業(yè)社會最重要的原料。一方面其作為能源的來源，驅(qū)動著絕大多數(shù)的運輸工具；另一方面，它也是化學(xué)工業(yè)重要的原材料，是現(xiàn)代社會的重要基石，因此它也被稱為“工業(yè)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(huán)境污染就是其中之一。十年前墨西哥灣的“深水地平線”鉆井平臺發(fā)生爆炸，造成了人類歷史上最嚴(yán)重的石油泄漏事故?？蒲泄ぷ髡邆儗τ退蛛x，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(yuǎn)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?shù)姆浪牧?，都大量使用瀝青作為粘合劑。
日前，來自美國佛羅里達(dá)州立大學(xué)的研究者們，使用高分辨率離子回旋共振(ICR)質(zhì)譜儀技術(shù)，在水與陽光的存在下，研究了瀝青對環(huán)境的污染情況，發(fā)現(xiàn)在近似實際的條件下，有近千種有毒物質(zhì)會被釋放到環(huán)境中。相關(guān)研究以“Characterization of an Asphalt Binder and Photoproducts by Fourier TransformIon Cyclotron Resonance Mass Spectrometry Reveals Abundant Water-SolubleHydrocarbons”發(fā)表于《Environmental Science & Technology》雜志。
在我們?nèi)粘Ｉ钪械陌赜婉R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(rèn)為，瀝青作為一種高沸點，惰性材料，幾乎不會有物質(zhì)被水溶解出來。然而，最近研究者們發(fā)現(xiàn)原油在太陽光的照射下，會發(fā)生光致氧化，產(chǎn)生水溶性含氧烴類化合物，并且這類物質(zhì)大多對人的身體存在潛在的威脅。因此，佛羅里達(dá)州立大學(xué)國家強磁場實驗室的化學(xué)家們，利用作為化學(xué)元素分析的高分辨率離子回旋共振(ICR)質(zhì)譜儀，分析了其中所產(chǎn)生的物質(zhì)。
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(zhì)譜分析水中化學(xué)物質(zhì)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(yīng)用于化學(xué)組成分析的方法，應(yīng)用于瀝青污染物的分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)瀝青在陽光照射后，有多種含氧、含氮烴類物質(zhì)被溶解出來，這些物質(zhì)大都對人體存在潛在危害。在實驗過程中也發(fā)現(xiàn)，含氧量少的烴類化合物首先被溶解出來，最先達(dá)到峰值，含氧量較多的烴類化合物則溶解速度較慢，達(dá)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。
研究者們也對光照條件下，光致氧化導(dǎo)致的氮氧化物溶出情況進(jìn)行了檢測，發(fā)現(xiàn)與含氧的烴類化合物相似的趨勢。
研究小組也進(jìn)行了對比試驗，發(fā)現(xiàn)被太陽照射7天后水溶性有機(jī)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(shù)，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(jīng)明確驗證了瀝青粘合劑具有產(chǎn)生水溶性污染物的潛力，但這些污染物對環(huán)境的影響還有待于研究?！彼€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(huán)境的污染問題只是我們發(fā)展前進(jìn)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(jìn)步，我們終將可以將其完美的解決。
