【摘要】： 海洋有機(jī)光化學(xué)是海洋化學(xué)的重要分支,與其他海洋學(xué)科如海洋環(huán)境、海洋地質(zhì)、海洋生物等密切相關(guān),在整個(gè)海洋學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)具有重要的地位。對(duì)海洋有機(jī)光化學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究有助于進(jìn)一步了解海洋中有機(jī)物的遷移變化規(guī)律。 隨著染料與印染工業(yè)的發(fā)展,染料生產(chǎn)廢水已成為當(dāng)前最主要的水體污染源之一。光化學(xué)降解是染料在環(huán)境中分解、轉(zhuǎn)化的重要途徑之一。人們對(duì)光化學(xué)降解的機(jī)理,影響因素等作了大量研究。但是,染料在天然水體中的光降解情況還研究較少。因此,研究染料在海水中的光化學(xué)降解及其環(huán)境效應(yīng)具有非常重要的意義。 本論文在已有科學(xué)研究的基礎(chǔ)上,采用實(shí)驗(yàn)室模擬的方法,以一種代表性染料亞甲基藍(lán)為研究對(duì)象,探討了其在水環(huán)境中的光化學(xué)降解行為及對(duì)藻類的毒性作用,具體結(jié)果如下: 1.動(dòng)力學(xué)研究 大部分光降解反應(yīng)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)行為。根據(jù)一級(jí)反應(yīng)原理,可以計(jì)算出反應(yīng)速率常數(shù)(k)。實(shí)驗(yàn)中,k值在不同的體系中變化范圍為0.0053～0.0452 min-1。 2.反應(yīng)影響因素 實(shí)驗(yàn)中的許多因素都能夠影響亞甲基藍(lán)在水體中的光降解反應(yīng),具體作用如下: a.照射光源:亞甲基藍(lán)水溶液在黑暗條件下不發(fā)生光降解反應(yīng),天然日光下光降解反應(yīng)不明顯。而高壓汞燈光源能夠有效地激發(fā)光反應(yīng)的發(fā)生,使反應(yīng)速率大為提高。 b.光照強(qiáng)度:亞甲基藍(lán)在500 W高壓汞燈照射下的光解速率明顯快于其在300 W高壓汞燈照射下的光解速率,即光照強(qiáng)度越大,亞甲基藍(lán)降解得越快。 c.氧氣:亞甲基藍(lán)在無(wú)氧條件下幾乎不降解,在有氧條件下能夠發(fā)生降解。實(shí)驗(yàn)有力地印證了“氧氣是光降解反應(yīng)必不可少的條件”的結(jié)論。 d.鹽度:1 mg/L亞甲基藍(lán)在三種不同介質(zhì)中降解速率依次為為去離子水人工海水天然海水,鹽度對(duì)光降解起抑制作用;5 mg/L亞甲基藍(lán)降解速率依次為人工海水去離子水天然海水,鹽度對(duì)光降解起促進(jìn)作用。 e.重金屬離子:四種重金屬離子Cu2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+[0]對(duì)亞甲基藍(lán)降解速率影響不盡相同。Cu2+、Zn2+的濃度越小,影響越明顯;而Cd2+、Hg2+[0]對(duì)光降解的影響與其濃度無(wú)關(guān)。人工海水中金屬離子的影響更為明顯。 f.腐殖酸:腐殖酸對(duì)光降解反應(yīng)起抑制作用,它可能是造成亞甲基藍(lán)在天然海水中降解較慢的重要原因。 g.丙酮:丙酮對(duì)光降解反應(yīng)起促進(jìn)作用,反應(yīng)符合零級(jí)動(dòng)力學(xué)。丙酮濃度越大,影響越明顯。 h.藻類:三種藻類對(duì)亞甲基藍(lán)的光降解有促進(jìn)作用。其中,亞心型扁藻的影響最為明顯,以亞甲基藍(lán)在無(wú)藻條件下的降解速率為1.00,該藻使反應(yīng)最大相對(duì)速率達(dá)到2.42。 3.毒性實(shí)驗(yàn) (1)急性毒性:實(shí)驗(yàn)用中肋骨條藻、赤潮異灣藻、亞心型扁藻、三角褐指藻做了亞甲基藍(lán)降解前后的急性毒性實(shí)驗(yàn),證實(shí)了光降解能直接導(dǎo)致亞甲基藍(lán)毒性的降低。 (2)慢性毒性:對(duì)四種藻類做生長(zhǎng)曲線發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)光降解,亞甲基藍(lán)的慢性毒性降低,以低密度藻種中肋骨條藻最為明顯。 總之,本論文以亞甲基藍(lán)作為研究對(duì)象,較系統(tǒng)地研究了光反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和海水中的諸多影響因素,同時(shí),將光降解實(shí)驗(yàn)與生物毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái),證實(shí)了光降解后,亞甲基藍(lán)對(duì)藻類的毒性降低。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)M結(jié)果,我們可以更好地了解天然海洋環(huán)境中該類染料的降解情況,為有機(jī)污染物的治理提供重要的理論依據(jù)。
【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】：2009
【分類號(hào)】：P734.5
【圖文】：

文獻(xiàn)綜述 光降解反應(yīng)原理當(dāng)天然日光照射到海水表面時(shí)，由于在空氣、云層、海-氣界面以及海物表面等處所產(chǎn)生的光散射，使進(jìn)入到水體中的日光輻射損失大20%[17]，其余部分則被海水中水、顆粒物以及溶解態(tài)的無(wú)機(jī)組分和有機(jī)，從而引發(fā)在水體內(nèi)進(jìn)行的光化學(xué)反應(yīng)（圖 1-1）。海水中的有機(jī)物接受光照后發(fā)生的光反應(yīng)過(guò)程主要包括三個(gè)較為明顯光吸收、初級(jí)光反應(yīng)和次級(jí)光反應(yīng)[18,19]。

5圖 1-3 有機(jī)物的初級(jí)光化學(xué)過(guò)程光降解反應(yīng)類型和機(jī)理應(yīng)過(guò)程中有無(wú)光敏劑參加，染料的光降解可分為兩種類型：一收太陽(yáng)光能進(jìn)行轉(zhuǎn)化,即直接光降解；另一種為非直接光解,或降解是指染料分子吸收光子后，躍遷至激發(fā)單線態(tài)或激發(fā)三線很高的振動(dòng)能級(jí)，它可以發(fā)生離解，異構(gòu)化或與其它分子發(fā)生其中光離解是最重要的過(guò)程之一,它不但可以導(dǎo)致處于電子激生光化學(xué)反應(yīng),而且可以直接導(dǎo)致大分子有機(jī)物離解成小分子降解是天然水系統(tǒng)中發(fā)生的最簡(jiǎn)單的光化學(xué)過(guò)程。其過(guò)程可以

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2723663