[发明专利]一种预测全氟化合物有机碳-水分配系数的方法

说明书

本申请公开了一种预测全氟化合物有机碳‑水分配系数的方法，涉及全氟化合物分析技术领域，包括如下具体步骤：S1、数据收集；S2、分子描述符的计算；S3、描述符的预筛选；S4、模型的构建；S5、模型的验证与分析；S6、模型应用，利用模型预测未知PFCs的l og K_oc值；其技术要点为，将本申请所建立的最优QSPR模型与传统文献中的QSPR模型进行比较，Brusseau所建模型未完全基于QSPR模型构建的五项准则框架，且对摩尔体积较小的PFCs的l og K_oc值预测能力有限；Wang所建的模型，由于建模数据集中所含PFCs的数量较少，对PFCs的l og K_oc值预测精度较低；本申请所建模型的统计参数满足模型验证及应用条件，模型精度较高，具有较好的拟合优度、稳健性及预测能力。

技术领域

本发明属于全氟化合物分析技术领域，具体是一种预测全氟化合物有机碳-水分配系数的方法。

背景技术

全氟化合物，英文名称为：Perfluorinated compounds，简称PFCs，是指化合物分子中与碳原子连接的氢原子全部被氟原子所取代，并在末端带有不同官能团的一类人工合成有机化合物；PFCs具有极强的热稳定性和化学稳定性，一般的处理方法难以将其有效降解,使得PFCs能在环境中长期存在并累积；水体是PFCs在环境中迁移转运的重要介质，PFCs的生产使用及其前驱物质的转化，使其广泛存在于各类水体中。PFCs可通过水传播途径进入生物体内，当PFCs在生物体内蓄积达到一定阈值时会产生相应的毒效应，具有神经、生殖、肝脏、致癌等毒性。一般地表水及地下水中PFCs的浓度在ng·L^-1到mg·L^-1的尺度范围内，污水处理厂的尾水是其排放的主要来源；一般污水处理厂的常规水处理工艺对PFCs的去除效率较低，且在处理过程中可能存在PFCs的前体物及中间产物的转化，使得出水的PFCs浓度增加；因此，开发水中PFCs的高效去除方法对减少水环境污染、降低人体的健康风险具有重要意义。

针对水中PFCs的污染问题，吸附被认为是去除PFCs的有效手段，PFCs的有机碳/水分配系数(K_oc)是描述吸附作用的重要参数，可表征其在环境介质中的被吸附趋势；有机化合物的K_oc值主要通过实验测定，但以实验方法测定PFCs的K_oc值存在着一定的局限性；PFCs种类多样、水溶性低，某些PFCs的标准样品制备困难，通过实验逐一测定其K_oc值成本较高、过程复杂、耗时较长，可操作性低；此外，通过实验方法测定K_oc值，以了解有机物的吸附趋势，在时间上具有滞后性；因此，探究K_oc值快速、低成本的获取方法,有利于及时、全面的了解PFCs的吸附特性。

定量结构-性质关系，英文名称为：Quantitative structure-propertyrelationship，简称QSPR，又称为定量构效关系，是研究物质结构与性质之间的定量数学关系，并由此预测物质性质的一类化学计量学方法的总称，其基本思想是分子为构成物质的基础结构，化合物的分子结构决定了其宏观性质；有关学者将QSPR模型应用于多种有机物的水处理过程，结果表明，QSPR模型的应用不仅可以预测水处理效果，减少实验负荷，还能从分子水平上认识有机物结构与其性质之间的内在关系，分析有机物在处理过程中的反应机理，为有机污染物的控制与去除技术研究提供必要的理论指导。