【摘要】： 表面活性劑是常見(jiàn)的有機(jī)污染物,也是有機(jī)化學(xué)工業(yè)的主要原料。含表面活性劑的廢水排入海洋會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境、水產(chǎn)品安全及人類健康造成極大影響,已經(jīng)引起了化學(xué)家和環(huán)境學(xué)家的廣泛重視。研究沉積物對(duì)表面活性劑的吸附作用,有利于了解其在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化和生物生態(tài)效應(yīng),可為控制污染提供依據(jù)。本論文的研究對(duì)象是海洋環(huán)境中廣泛存在的表面活性劑類有機(jī)污染物。研究它們?cè)诤Ｑ蟪练e物上的吸附行為具有重要的環(huán)境意義、生態(tài)意義和地球化學(xué)意義,因而本論文的研究成果必將為海洋環(huán)境保護(hù)和海洋科學(xué)研究提供有價(jià)值的科學(xué)依據(jù)。 本論文通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬,研究了三種典型表面活性劑失水山梨醇聚氧乙烯(20)醚月桂酸酯(Tween20)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)在海洋沉積物上的吸附行為,重點(diǎn)探討了其在不同處理方式的海洋沉積物上的吸附等溫線的差異及海水鹽度、酸度、溫度等環(huán)境因素對(duì)其吸附的影響。得到了如下結(jié)論: A.無(wú)論在何種介質(zhì)(天然海水NSW、稀釋海水DSW、蒸餾水DW)中,Tween20在海洋沉積物上吸附達(dá)到平衡的時(shí)間約為50min,SDBS為100min,CTAB約為1h。吸附介質(zhì)對(duì)平衡時(shí)間沒(méi)有影響,但會(huì)影響沉積物對(duì)表面活性劑的吸附百分?jǐn)?shù),順序如下:NSWDSWDW。 B.三種表面活性劑在HCl和水處理的沉積物上的吸附行為均可用線性吸附等溫線描述,吸附主要是通過(guò)沉積物中有機(jī)碳的分配作用來(lái)完成的。SDBS在HCl和水處理的沉積物上的吸附行為亦可以用Freundlich等溫線描述。 C.三種表面活性劑在H2O2處理的沉積物上的吸附等溫線呈非線性,符合Freundlich型吸附等溫線。吸附機(jī)理主要是沉積物中粘土礦物的表面吸附作用。 D.由于“鹽析”作用的結(jié)果,導(dǎo)致表面活性劑在水體中的溶解度的降低和沉積物中可溶有機(jī)組分向溶液釋放的減少,最終導(dǎo)致沉積物分配系數(shù)Kd隨鹽度增加而增加,表面活性劑的吸附能力增加。 E.酸度對(duì)三種表面活性劑吸附的影響因吸附質(zhì)類型的不同而不同。Tween20在溶液中不離解,其吸附行為受pH影響不大;pH降低,沉積物表面負(fù)電性變得更弱,陰離子表面活性劑SDBS的烷基鏈與沉積物表面間的靜電作用增強(qiáng),使SDBS吸附能力增加。而對(duì)陽(yáng)離子表面活性劑CTAB而言,此作用正好相反。 F.溫度對(duì)三種表面活性劑吸附的影響較大,溫度升高,有機(jī)物溶解度增加,疏水作用減弱;沉積物中可溶有機(jī)組分一部分向溶液中溶出,沉積物有機(jī)碳的分配作用會(huì)降低,結(jié)果使表面活性劑的吸附能力下降。 G.對(duì)表面活性劑在海洋沉積物上的吸附熱力學(xué)函數(shù)的計(jì)算可知,ΔGθ 0說(shuō)明吸附過(guò)程是自發(fā)的;ΔHθ 0證明了吸附過(guò)程是放熱的;ΔSθ 0說(shuō)明吸附過(guò)程伴隨著熵的減少。 總之,表面活性劑在海洋沉積物上的吸附過(guò)程是非常復(fù)雜的,不僅受沉積物組成的影響,一些外部因素如鹽度、pH值、溫度等的影響也很重要。
【圖文】：

圖 2-1 沉積物組成的結(jié)構(gòu)圖Fig.2-1 The configuration of sediment composition2 沉積物組成的概述）火成巖和變質(zhì)巖的風(fēng)化殘留物化過(guò)程中各種不同礦物受化學(xué)、物理和生物作用的影響程度不同，短的時(shí)期內(nèi)徹底地被破壞了，而另一些礦物受風(fēng)化作用的影響則很學(xué)意義上來(lái)看，這一部分對(duì)金屬、有毒有機(jī)物以及氮磷等污染物的不顯著，它主要以沉積物的殘?jiān)螒B(tài)出現(xiàn)，比較穩(wěn)定，表面電荷少，化學(xué)活性差（Chiou et al.,1985）。）低溫和水成礦物和水成礦物是沉積物比較重要的部分，其中包括粘土礦物、氧化物等ang et al.，1998；Yang，2000）。低溫和水成礦物主要包括以下六

mol/L)至紅色剛褪去。加 10mL 亞甲基藍(lán)溶液，混勻。加 10mL 氯仿，振搖半分鐘(其間放氣 2 次。在 125mL 錐形分液漏斗中各加 50mL 洗滌液(NaH2PO4)，然后將上述萃取液分別放入。在原來(lái)的 250mL 錐形分液漏斗中各加 10mL 氯仿再萃取一次，萃取液分別并入上述 125mL 分液漏斗中。振搖 125mL 錐形分液漏斗半分鐘(其間放氣 2次)，靜置分層。放出氯仿萃取液到試管中(APHA，1995)，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法，用UV-2550 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)在 651nm 處測(cè)定表面活性劑的濃度；于兩支 10ml 具塞比色管中，加入 1.00ml 硫酸（0.5mol/L），，0.70ml 氨基黑10B（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.025%的水溶液）。再向其中一支比色管中加入適量的 CTAB，用水定容、搖勻。于 55℃水浴中加熱 6 分鐘，取出，流水冷卻至室溫，用 1cm 比色皿，于 618nm 處，以水作參比，測(cè)定試劑空白及試液的吸光度。此方法是以溶液的褪色程度來(lái)衡量濃度的（莊會(huì)榮，2004）。圖 3-1 為掃譜所得結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖 3-2。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：P734

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本文編號(hào)：2637078