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菲和亚甲基蓝在海洋沉积物上的吸附

作　者: 郑轩
导　师: 杨桂朋
学　校: 中国海洋大学
专　业: 海洋化学
关键词: 菲亚甲基蓝表面活性剂沉积物吸附
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 68次
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内容摘要

多环芳烃和染料是环境中常见的两类有机污染物。多环芳烃类化合物在自然界中广泛存在,其中大部分存在致癌性和致突变性,并具有环境激素的作用。染料类化合物是有机化学工业的主要原料,特别在印染工业中大量使用,是工业废水的主要污染源之一,具有潜在毒性,对环境会造成严重污染。含这两类污染物的废水排入海洋不仅会对海洋环境产生极大影响而且通过生物富集和食物链会对水产品安全及人类健康造成极大危害,这已经引起了各方面专家的广泛重视。研究这两类有机污染物在海洋沉积物上的吸附作用,一方面有利于了解它们在海洋环境中的迁移转化规律,并为控制和解决环境污染提供一定的理论帮助；另一方面也会为海洋环境保护和海洋科学研究提供有价值的科学依据。菲和亚甲基蓝分别是多环芳烃和染料的典型代表物之一。本论文通过实验室模拟,研究了菲和亚甲基蓝在海洋沉积物上的吸附行为,探讨了它们在不同处理方式的海洋沉积物上的吸附机理；考察了介质盐度、温度等环境因素对其吸附行为的影响；分析了其它有机污染物(表面活性剂)的存在对其吸附行为的不同影响。得到如下主要结果：1.菲A.菲在海洋沉积物上吸附达到平衡的时间约为30 min,符合伪二级动力学方程。随着初始浓度的改变,初始吸附速率、饱和吸附量和平衡吸附速率常数都会发生变化。B.菲在三种处理方式的沉积物上的吸附行为都可以用三种等温线模型描述,其中Freundlich等温线拟合所得结果最好。沉积物中有机质的含量对吸附的影响较为明显,与吸附能力呈现正相关性。C.吸附介质对平衡时间有一定影响,蒸馏水(DW)中的吸附平衡时间要略大于天然海水(NSW)中。不同类型有机质的吸附机理并不相同,并会影响吸附速率和平衡时间。在不同介质中不同类型的有机质含量会略有不同,所以平衡时间会产生差异。海水中含有不同种类的离子和有机物质,会对沉积物中有机质的主要成分腐殖酸的存在方式和形态等产生影响,最终导致菲的吸附能力随盐度增加而减小。D.温度对菲的吸附平衡时间影响不大,但对其吸附量的影响较大。温度升高,有机物溶解度增加,疏水作用减弱,沉积物中可溶有机组分一部分向溶液中溶出,沉积物中有机质的分配作用会降低,结果使菲的吸附能力下降。对菲在海洋沉积物上的吸附热力学函数的计算可知,△Gθ<0说明吸附过程是自发的；△Hθ<0证明了吸附过程是放热的；△Sθ<0说明吸附过程伴随熵的减少。E.非离子表面活性剂吐温20(Tween20)的加入对菲的吸附行为有较大影响。随着Tween20浓度的增大,菲的吸附量增大。2.亚甲基蓝A.亚甲基蓝在海洋沉积物上吸附达到平衡的时间约为4h,符合伪二级动力学方程,随着初始浓度的改变,初始吸附速率、饱和吸附量和平衡吸附速率常数都会发生变化。B.亚甲基蓝在三种处理方式的沉积物上的吸附行为都可以用Freundlich等温线描述,有机质含量的改变对吸附影响不大,主要是沉积物中粘土矿物的表面作用和微孔吸附影响其吸附行为。C.海水中含有不同种类的离子和有机物质,会与亚甲基蓝产生竞争吸附,最终导致随盐度增加亚甲基蓝的吸附能力减小。温度对亚甲基蓝吸附的影响不大,但有很好的规律性。随着温度升高,亚甲基蓝溶解度增加,疏水作用减弱；沉积物中的有机质更容易向水体中释放,沉积物有机质的分配作用会降低,结果使亚甲基蓝的吸附能力下降,但是由于亚甲基蓝自身溶解度较高,增溶效应不明显,而且吸附以粘土矿物的表面吸附和微孔作用为主,有机质的分配作用不是主要因素,所以温度的改变对吸附量影响不是很明显。D.不同表面活性剂的加入对亚甲基蓝的吸附行为有不同的影响。在NSW和DW两种介质中,Tween20的加入对吸附的影响均不大；十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的加入使亚甲基蓝的吸附能力减弱,在DW中抑制作用更加明显；在NSW中,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对吸附有抑制作用,而在DW中,SDBS却对吸附起到促进作用。

菲和亚甲基蓝在海洋沉积物上的吸附

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