利用紫外可见差分光谱法研究金属离子之间对溶解性有机物的竞争络合

发布时间：2020-06-13 18:34

【摘要】：各类地表水和地下水中存在着大量的天然有机物,在水化学过程中,天然有机物一方面控制着微生物的新陈代谢,易产生色度、臭味等水质问题;另一方面为无机污染物(如重金属等)的迁移转化提供了载体,提高了土壤或者水体的络合能力和离子交换能力,是污染物进入水源的主要介质。研究自然环境中天然有机物与金属离子之间的竞争络合是认识天然水化学过程的关键,对研究饮用水水质和自然环境的水化学过程具有十分重要的意义。本研究使用了紫外可见差分光谱法和NICA-Donnan模型定量研究了不同金属离子与NOM的络合量,使用PIKAIA软件计算了不同金属离子与NOM络合的贡献度。本论文研究在不同pH、背景离子浓度、竞争离子浓度、离子强度,投加顺序等条件下对几种金属之间与SRHA的竞争络合反应影响(Fe~(3+)和Al~(3+)对SRHA的络合竞争、硬度阳离子和Eu~(2+)对SRHA的竞争络合、硬度阳离子和Fe~(3+)对SRHA的竞争络合、硬度阳离子Ca~(2+)和Mg~(2+)对SRHA的竞争络合),深入探究了天然有机物与不同金属离子的络合能力。主要成果如下:(1)通过使用紫外可见差分光谱表征方法和使用NICA-Donnan建立的光谱参数(35)lnA_(400)值和(35)Slope_(350-400)值能够定量表征金属离子和天然有机物的络合数量,使用的PIKAIA软件可以表征出不同金属离子与天然有机物络合的贡献量。在此基础上深入揭示了金属离子对天然有机物的竞争络合。(2)在弱酸性(pH=6)和中性条件下,Fe~(3+)的存在对Al~(3+)与SRHA的结合起到了强烈的抑制,而在酸性条件(pH=5)下,Al~(3+)能够与NOM更多的络合,减少了Fe~(3+)与SRHA的结合,且混凝剂投加顺序的不同也会影响与NOM的络合;在酸性(pH=5)和中性条件下,硬度阳离子的存在能够与SRHA较好地络合,阻止Eu~(2+)参与与SRHA的络合反应,尤其是Mg~(2+);在中性条件下,硬度阳离子的存在能够阻碍Fe~(3+)与SRHA的络合反应(尤其是Mg~(2+)),且随着硬度阳离子浓度的增大使得竞争力变大;在碱性环境(pH=9)中,Mg~(2+)相比Ca~(2+)而言,能够更好地与SRHA进行络合,与此同时,随着离子强度的增大,会减少硬度阳离子与SRHA的络合。(3)本论文为研究自然环境中天然有机物的络合及水化学过程提供了思路,同时为饮用水处理工艺提出了新的方法。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X52;P342

【参考文献】