多氯聯(lián)苯在環(huán)境凝聚態(tài)水中的光致轉(zhuǎn)化機理
發(fā)布時間:2021-05-11 23:41
多氯聯(lián)苯是一類毒性很強的持久性有機污染物,它們在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化和去除途徑一直是人們所關(guān)注的熱點問題。環(huán)境凝聚態(tài)水(如:江、河、湖、海、云、雨、霧、冰雪等)普遍存在于自然環(huán)境中。研究環(huán)境凝聚態(tài)水中聯(lián)苯和氯代聯(lián)苯的反應(yīng)機理,有助于深入了解和全面掌握多氯聯(lián)苯在自然環(huán)境中的轉(zhuǎn)化規(guī)律。本文采用納秒級激光瞬態(tài)光譜技術(shù)與高效液相色譜、氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)相結(jié)合,以聯(lián)苯和4-氯聯(lián)苯作為主要研究對象,以N(Ⅲ)作為環(huán)境液態(tài)水中·OH的主要來源,H2O2作為環(huán)境固態(tài)水中·OH的主要來源,考察了環(huán)境凝聚態(tài)水中聯(lián)苯(或4-氯聯(lián)苯)與光誘導(dǎo)產(chǎn)生的·OH之間的反應(yīng)過程,并提出了反應(yīng)機理。聯(lián)苯與N(Ⅲ)混合溶液、4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)混合溶液光化學(xué)反應(yīng)的主要研究結(jié)論如下:(1)聯(lián)苯與N(Ⅲ)混合溶液、4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)混合溶液在紫外光的作用下均能夠發(fā)生明顯的反應(yīng)。反應(yīng)都起始于它們與N(Ⅲ)光解產(chǎn)生的·OH之間的加成作用。實驗測得的二級反應(yīng)速率常數(shù)分別為(9.6±0.1)×109
【文章來源】:復(fù)旦大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:147 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
簡寫名詞及符號索引
第一章 前言
1.1 環(huán)境凝聚態(tài)水簡介
1.1.1 凝聚態(tài)水的性質(zhì)
1.1.2 環(huán)境中凝聚態(tài)水的分布
1.2 環(huán)境凝聚態(tài)水中的多氯聯(lián)苯
1.2.1 大氣液態(tài)水中的多氯聯(lián)苯
1.2.2 地表水體中的多氯聯(lián)苯
1.2.3 環(huán)境固態(tài)水中的多氯聯(lián)苯
1.3 環(huán)境凝聚態(tài)水中~·OH的前體
1.3.1 環(huán)境液態(tài)水中N(Ⅲ)
1.3.1.1 環(huán)境液態(tài)水中N(Ⅲ)的來源
1.3.1.2 環(huán)境液態(tài)水中N(Ⅲ)的濃度
1.3.1.3 環(huán)境凝聚態(tài)水中N(Ⅲ)研究的重要性
1.3.2 環(huán)境固態(tài)水中H_2O_2
1.3.2.1 環(huán)境固態(tài)水中H_2O_2的濃度
1.3.2.2 環(huán)境固態(tài)水中H_2O_2的研究重要性
1.4 本課題的提出及研究的理論和現(xiàn)實意義
1.4.1 多氯聯(lián)苯在環(huán)境中轉(zhuǎn)化途徑的研究現(xiàn)狀
1.4.2 本課題的提出
第二章 實驗方法及原理
2.1 本課題的研究方案(技術(shù)路線圖)
2.2 試劑
2.3 實驗儀器
2.4 穩(wěn)態(tài)光化學(xué)的反應(yīng)裝置
2.5 激光閃光光解-瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)(laser flash photolysis with transient absorption spectra)原理和方法
2.5.1 激光閃光光解-瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)實驗原理
2.5.2 瞬態(tài)吸收光譜解析方法
第三章 聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液在紫外光作用下的反應(yīng)
3.1 聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液在365 nm紫外光作用下的穩(wěn)態(tài)光化學(xué)反應(yīng)
3.1.1 穩(wěn)態(tài)光化學(xué)反應(yīng)激發(fā)光源的選擇
3.1.2 聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)光化學(xué)反應(yīng)的確認
3.1.3 溶液pH值對聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)光化學(xué)反應(yīng)的影響
3.1.4 N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)濃度對聯(lián)苯轉(zhuǎn)化的影響
3.2 利用激光閃光光解-瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)研究聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液光化學(xué)反應(yīng)的機理
3.2.1 聯(lián)苯與N(Ⅲ)水溶液在355 nm激光照射后的瞬態(tài)吸收光譜
3.2.2 聯(lián)苯與~·OH反應(yīng)速率(k_((~·OH+Bp)))的獲取
3.2.3 Bp...OH加合物衰減的途徑
3.2.4 氧氣4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液光化學(xué)反應(yīng)的影響
3.3 聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液光化學(xué)反應(yīng)機理的推測
3.4 本章小結(jié)
第四章 4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液在紫外光作用下的反應(yīng)
4.1 4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液在365 nm紫外光作用下的穩(wěn)態(tài)光化學(xué)反應(yīng)
4.1.1 4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)混合溶液光化學(xué)反應(yīng)的確認
4.1.2 溶液pH值對4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)光化學(xué)反應(yīng)的影響
4.1.3 N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)濃度對4-氯聯(lián)苯轉(zhuǎn)化的影響
4.1.4 4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)光化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物分析
4.2 利用激光閃光光解-瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)探究4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液光化學(xué)反應(yīng)的機理
4.2.1 激光閃光光解-瞬態(tài)吸收光譜儀器模式的選擇
4.2.2 4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液在355 nm激光照射后的瞬態(tài)吸收光譜 #8O
4.2.3 4-氯聯(lián)苯與~·OH反應(yīng)速率(k_((~·OH+4-PCB)))的獲取
4.2.4 4-PCB...OH加合物衰減的途徑
4.2.5 氧氣對4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液光化學(xué)反應(yīng)的影響
4.3 4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液光化學(xué)反應(yīng)機理的推測
4.4 本章小結(jié)
第五章 冰相中聯(lián)苯的光致轉(zhuǎn)化
5.1 冰相中~·OH產(chǎn)生源的選擇
5.2 冰相中聯(lián)苯與H_2O_2的穩(wěn)態(tài)光化學(xué)的確認
5.2.1 冰相中聯(lián)苯與H_2O_2暗反應(yīng)的研究
5.2.2 冰相中聯(lián)苯與H_2O_2的光化學(xué)反應(yīng)
5.3 溫度對冰相中聯(lián)苯與H_2O_2光化學(xué)的影響
5.4 H_2O_2濃度對冰相中聯(lián)苯與H_2O_2光化學(xué)的影響
5.5 有機物對冰相中聯(lián)苯與H_2O_2光化學(xué)的影響
5.5.1 異丙醇對冰相中聯(lián)苯與H_2O_2光化學(xué)反應(yīng)的影響
5.5.2 丙酮、乙酸對冰相中聯(lián)苯與H_2O_2光化學(xué)反應(yīng)的影響
5.6 模擬陽光照射下冰相中聯(lián)苯與H_2O_2的光化學(xué)反應(yīng)
5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
6.1 本研究的主要結(jié)論
6.2 本研究的創(chuàng)新之處
6.3 研究展望
參考文獻
附錄 攻讀博士學(xué)位期間論文發(fā)表情況匯總
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]長江口九段沙水域環(huán)境及生物體內(nèi)多氯聯(lián)苯分布[J]. 孫振中,戚雋淵,曾智超,張玉平,孫驥,郝永梅. 環(huán)境科學(xué)研究. 2008(03)
[2]五指山地區(qū)水和沉積物中HCHs、DDTs和PCBs分布特征及生態(tài)風(fēng)險[J]. 任磊,畢宇強,蘇燕,王曉蓉. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2007(05)
[3]改性糊精溶液中四氯聯(lián)苯光降解途徑[J]. 施周,劉欣華,王政華. 湖南城市學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(02)
[4]萊州灣海域水體中有機氯農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯的濃度水平和分布特征[J]. 譚培功,趙仕蘭,曾憲杰,李靜. 中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(03)
[5]乙腈溶液中NO3自由基與聯(lián)苯的反應(yīng)機理[J]. 董文博,朱承駐,房豪杰,歐陽彬,張仁熙,侯惠奇. 化學(xué)學(xué)報. 2005(23)
[6]青島近海沉積物PCBs的水平與垂直分布及貝類污染[J]. 楊永亮,潘靜,李悅,石磊,殷效彩,李鳳業(yè),Kevin Jones. 中國環(huán)境科學(xué). 2003(05)
[7]影響飲用自來水亞硝酸鹽指標(biāo)的幾個主要因素[J]. 張為民. 食品科學(xué). 2003(08)
[8]煙臺、日照近海及南四湖沉積物中的多氯聯(lián)苯[J]. 楊永亮,潘靜,李紅莉,高虹,史雙昕,石磊. 礦物巖石地球化學(xué)通報. 2003(02)
[9]夏季南海水團垂直分布的聚類分析研究[J]. 朱賴民,暨衛(wèi)東. 海洋湖沼通報. 2002(04)
[10]離子色譜法測定西湖水體中的Cl-和NO2-[J]. 姚琪,吳芝英. 化學(xué)分析計量. 2002(02)
本文編號:3182319
【文章來源】:復(fù)旦大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:147 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
簡寫名詞及符號索引
第一章 前言
1.1 環(huán)境凝聚態(tài)水簡介
1.1.1 凝聚態(tài)水的性質(zhì)
1.1.2 環(huán)境中凝聚態(tài)水的分布
1.2 環(huán)境凝聚態(tài)水中的多氯聯(lián)苯
1.2.1 大氣液態(tài)水中的多氯聯(lián)苯
1.2.2 地表水體中的多氯聯(lián)苯
1.2.3 環(huán)境固態(tài)水中的多氯聯(lián)苯
1.3 環(huán)境凝聚態(tài)水中~·OH的前體
1.3.1 環(huán)境液態(tài)水中N(Ⅲ)
1.3.1.1 環(huán)境液態(tài)水中N(Ⅲ)的來源
1.3.1.2 環(huán)境液態(tài)水中N(Ⅲ)的濃度
1.3.1.3 環(huán)境凝聚態(tài)水中N(Ⅲ)研究的重要性
1.3.2 環(huán)境固態(tài)水中H_2O_2
1.3.2.1 環(huán)境固態(tài)水中H_2O_2的濃度
1.3.2.2 環(huán)境固態(tài)水中H_2O_2的研究重要性
1.4 本課題的提出及研究的理論和現(xiàn)實意義
1.4.1 多氯聯(lián)苯在環(huán)境中轉(zhuǎn)化途徑的研究現(xiàn)狀
1.4.2 本課題的提出
第二章 實驗方法及原理
2.1 本課題的研究方案(技術(shù)路線圖)
2.2 試劑
2.3 實驗儀器
2.4 穩(wěn)態(tài)光化學(xué)的反應(yīng)裝置
2.5 激光閃光光解-瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)(laser flash photolysis with transient absorption spectra)原理和方法
2.5.1 激光閃光光解-瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)實驗原理
2.5.2 瞬態(tài)吸收光譜解析方法
第三章 聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液在紫外光作用下的反應(yīng)
3.1 聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液在365 nm紫外光作用下的穩(wěn)態(tài)光化學(xué)反應(yīng)
3.1.1 穩(wěn)態(tài)光化學(xué)反應(yīng)激發(fā)光源的選擇
3.1.2 聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)光化學(xué)反應(yīng)的確認
3.1.3 溶液pH值對聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)光化學(xué)反應(yīng)的影響
3.1.4 N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)濃度對聯(lián)苯轉(zhuǎn)化的影響
3.2 利用激光閃光光解-瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)研究聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液光化學(xué)反應(yīng)的機理
3.2.1 聯(lián)苯與N(Ⅲ)水溶液在355 nm激光照射后的瞬態(tài)吸收光譜
3.2.2 聯(lián)苯與~·OH反應(yīng)速率(k_((~·OH+Bp)))的獲取
3.2.3 Bp...OH加合物衰減的途徑
3.2.4 氧氣4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液光化學(xué)反應(yīng)的影響
3.3 聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液光化學(xué)反應(yīng)機理的推測
3.4 本章小結(jié)
第四章 4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液在紫外光作用下的反應(yīng)
4.1 4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液在365 nm紫外光作用下的穩(wěn)態(tài)光化學(xué)反應(yīng)
4.1.1 4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)混合溶液光化學(xué)反應(yīng)的確認
4.1.2 溶液pH值對4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)光化學(xué)反應(yīng)的影響
4.1.3 N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)濃度對4-氯聯(lián)苯轉(zhuǎn)化的影響
4.1.4 4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)光化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物分析
4.2 利用激光閃光光解-瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)探究4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液光化學(xué)反應(yīng)的機理
4.2.1 激光閃光光解-瞬態(tài)吸收光譜儀器模式的選擇
4.2.2 4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液在355 nm激光照射后的瞬態(tài)吸收光譜 #8O
4.2.3 4-氯聯(lián)苯與~·OH反應(yīng)速率(k_((~·OH+4-PCB)))的獲取
4.2.4 4-PCB...OH加合物衰減的途徑
4.2.5 氧氣對4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液光化學(xué)反應(yīng)的影響
4.3 4-氯聯(lián)苯與N(Ⅲ)(NO_2~-/HONO/H_2ONO~+)水溶液光化學(xué)反應(yīng)機理的推測
4.4 本章小結(jié)
第五章 冰相中聯(lián)苯的光致轉(zhuǎn)化
5.1 冰相中~·OH產(chǎn)生源的選擇
5.2 冰相中聯(lián)苯與H_2O_2的穩(wěn)態(tài)光化學(xué)的確認
5.2.1 冰相中聯(lián)苯與H_2O_2暗反應(yīng)的研究
5.2.2 冰相中聯(lián)苯與H_2O_2的光化學(xué)反應(yīng)
5.3 溫度對冰相中聯(lián)苯與H_2O_2光化學(xué)的影響
5.4 H_2O_2濃度對冰相中聯(lián)苯與H_2O_2光化學(xué)的影響
5.5 有機物對冰相中聯(lián)苯與H_2O_2光化學(xué)的影響
5.5.1 異丙醇對冰相中聯(lián)苯與H_2O_2光化學(xué)反應(yīng)的影響
5.5.2 丙酮、乙酸對冰相中聯(lián)苯與H_2O_2光化學(xué)反應(yīng)的影響
5.6 模擬陽光照射下冰相中聯(lián)苯與H_2O_2的光化學(xué)反應(yīng)
5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
6.1 本研究的主要結(jié)論
6.2 本研究的創(chuàng)新之處
6.3 研究展望
參考文獻
附錄 攻讀博士學(xué)位期間論文發(fā)表情況匯總
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]長江口九段沙水域環(huán)境及生物體內(nèi)多氯聯(lián)苯分布[J]. 孫振中,戚雋淵,曾智超,張玉平,孫驥,郝永梅. 環(huán)境科學(xué)研究. 2008(03)
[2]五指山地區(qū)水和沉積物中HCHs、DDTs和PCBs分布特征及生態(tài)風(fēng)險[J]. 任磊,畢宇強,蘇燕,王曉蓉. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2007(05)
[3]改性糊精溶液中四氯聯(lián)苯光降解途徑[J]. 施周,劉欣華,王政華. 湖南城市學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(02)
[4]萊州灣海域水體中有機氯農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯的濃度水平和分布特征[J]. 譚培功,趙仕蘭,曾憲杰,李靜. 中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(03)
[5]乙腈溶液中NO3自由基與聯(lián)苯的反應(yīng)機理[J]. 董文博,朱承駐,房豪杰,歐陽彬,張仁熙,侯惠奇. 化學(xué)學(xué)報. 2005(23)
[6]青島近海沉積物PCBs的水平與垂直分布及貝類污染[J]. 楊永亮,潘靜,李悅,石磊,殷效彩,李鳳業(yè),Kevin Jones. 中國環(huán)境科學(xué). 2003(05)
[7]影響飲用自來水亞硝酸鹽指標(biāo)的幾個主要因素[J]. 張為民. 食品科學(xué). 2003(08)
[8]煙臺、日照近海及南四湖沉積物中的多氯聯(lián)苯[J]. 楊永亮,潘靜,李紅莉,高虹,史雙昕,石磊. 礦物巖石地球化學(xué)通報. 2003(02)
[9]夏季南海水團垂直分布的聚類分析研究[J]. 朱賴民,暨衛(wèi)東. 海洋湖沼通報. 2002(04)
[10]離子色譜法測定西湖水體中的Cl-和NO2-[J]. 姚琪,吳芝英. 化學(xué)分析計量. 2002(02)
本文編號:3182319
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