Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH) Binding to Dissolved Humic Substances (HS): Size Exclusion Effect

Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH) Binding to Dissolved Humic Substances (HS): Size Exclusion Effect

정제된 Aldrich 휴믹산(PAHA)과 한외 여과된 다양한 크기의 PAHA 성분들 (PAHA UF fractions)을 이용하여 여러 고리 방향족 탄회수소 (PAH) 와의 결합 메커니즘을 조사하였다. 유기탄소 결합계수 (K∝)는 전통적인 Stern-Volmer 형 광 소광법과 변형 형광 소광법 두 가지를 이용하여 구하였다. 구해진 Pyiene K∝ 값은 PAHA 농도와 자유 용존 pyrene 농도에 의존하였다 이러한 비선형 흡착결함 양상은 두 물질간의 흡착성 고유상호각용이 존재한다는 것을 암시하였다. 상대적으로 분자크기가 직은 naphthalelle은 중간 크기의 PAHA UF flactions과의 결합에서 높은 kc 값을 보여준 반면 분자 크기의 큰 PAH, 즉 Pyrene 의 경우에는 PAHA UF flactions 크기가 크면 클수록 더 결합이 잘 되었다 이러한 두 PAH 물질간의 불일치한 크기별 결합영상은 현재까지 제시된 고유 결합 메커니즘들 중의 하나 인 크기별 배제 (Size exclusion) 효과로 질 설명되었다 다양한 pH 조건하에서의 PAH Ac 실험에서는 일반적으로 pf 낮아질수록 휴믹산의 산성작용기가 종화되고 그에 따라 휴믹산내의 소수성 영역이 커짐으로 인해 pyrene과 휴믹산과의 결합정도는 커졌다 그러나 큰 사이즈의 PAHA UF fraction(>look Da) 을 사용한 실험에서는 낮은 pH가 아닌 특정 pH 범위에서 또 하나의 높은 pyrene K∝값을 보여줌으로서 크기별 배제 효과가 존재합을 뚜렷이 보여주었다. 이러한 크기별 배제 효과는 휴믹산의 홀(hole) 구조가 PAH 크기에 적합하게 구성되어 있는 조건 (휴믹성분 크기 혹은 pH)에서만 작용하는 것으로 보인다.

Binding mechanisms of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) with a purified Aldrich humic a챠d (PARA) and Its ultrafiltration (UP) Size fractions were Investigated. Orgamc carbon llOlrnalized binding coefficient (Koc) values wele estimated by both a conventional Stem-Volmer fluorescence quenching techmque and a modified fluorescence quenching method. Pyiene Koc values depended on PAHA concentration as well as freely dtssolved pytene concentlation Such nonlmear sorption-type behaviors suggested the existence of specific interactions Smaller molecular Size PAR (naphthalene) exhibited higher Ko" value With medmm-Size PARA UP fractions wherea') largel SIze PAH (pyrene) had higher extent of binding WIth larger PAHA UF fractions The mconsistent observation for naphthalene versus pyrene was well explamed by SIze exclusion effect, one of the previously suggested specific mechamsms for PAH binding. In general, the extent of pyrene binding incieased With lower pH likely due to the neutralization of acidic functlonal groups In HS and the subsequent Increase In hydrophobic HS region. However, pyrene Koc results with a latge UP fraction (> 100K Da) coiroborated the esistence of the Size exclusion effect as demonstrated by an mcrease in Koc values at a certam highel pH range The Size exclusion effect appears to be effecttve only for the specIfic conmtions (HS Size or pH) that render HS hole structuies to fit a target PAH