碳纳米管对非甾体抗炎药在湘江底泥中迁移行为的影响研究
发布时间：2020-11-13 00:33
近年来,随着纳米科技的飞速发展,碳纳米管(CNTs)作为新型的碳纳米材料表现出的独特结构特征和优异物化特性,被广泛应用于光学、电子、医药等领域。碳纳米管在其生产和使用过程中可以通过多种途径进入人类环境,对人体健康和环境安全带来潜在风险。非甾体抗炎药(NSAIDs)是一种用途广泛的消炎止痛药,可以通过药品生产、人类医疗、医疗废物处理等途径进入人类环境。碳纳米管通常对有机物具有优异的亲和力,能够成为有机污染物的载体,从而对污染物在环境中的行为产生重要影响,而这会影响非甾体抗炎药的移动性和环境风险。此研究的主要目标是研究湘江底泥颗粒和碳纳米管对非甾体抗炎药的吸附行为,并进一步探究碳纳米管对非甾体抗炎药在湘江底泥中迁移行为的影响。此研究采用了序批实验和柱实验来探究两种多壁碳纳米管(MWCNT2040,MTWCNT0815)和一种单壁碳纳米管(SWCNT)对两种典型的非甾体抗炎药:对乙酰氨基酚和双氯芬酸钠的环境迁移行为的影响。该研究探究了两种碳纳米管的影响方式,包括在入流液中添加碳纳米管,以及将碳纳米管和底泥柱混合,得到了一些有科学意义的结论。结果表明,非甾体抗炎药在湘江底泥中的吸附容量随着碳纳米管在湘江底泥中含量的增加而增加,而且吸附容量MWCNT2040?MTWCNT0815?SWCNT。在柱试验中,对乙酰氨基酚比双氯芬酸钠有更高的移动性能。当入流液中含有碳纳米管时,非甾体抗炎药从底泥柱中的滤出量减少。当底泥柱中混合了碳纳米管时,非甾体抗炎药的突破曲线显著迟缓,而且非甾体抗炎药很难从含有碳纳米管的湘江底泥中分离出来。此项工作能够为非甾体抗炎药在碳纳米管存在情况下的迁移转徙提供有用的见解。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X52
【部分图文】：
图 1.2 胶体的三种吸附机制示意图A：重力沉降 B：拦截 C：布朗扩散Fig. 1.2 Basic deposition mechanism of colloids in porous mediaA: gravitational sedimentation B:interception C:Brownian diffusion体过滤理论假设胶体颗粒物在孔隙介质中的过滤去除的过程可以分步是胶体颗粒物随背景溶液向孔隙介质颗粒表面运移（Transport）。要受到各种物理因素的影响。Xu[24]等认为这种过程主要受控于以下三重力沉降作用（Gravity）、拦截作用（Interception）和扩散作用（Brown）（如图 1-2）。当流动的胶体颗粒的密度比孔隙介质密度更大时，发；流动的胶体颗粒沿着水流方向移动时与介质表面发生的接触行为称；在胶体颗粒粒径较小的情况下，通过布朗运动与介质表面发生碰撞介质表面的情况称为布朗扩散。第二步则为胶体颗粒附着（Attachme介质颗粒表面并沉积（Deposition）下来，这个过程主要受到溶液系统
碳纳米管对非甾体抗炎药在湘江底泥中迁移行为的影响研究行为一直以来被认为是一种新兴的环境化学问题。如果表面水体被 PPCPs 污染，这些物质可能会在自然发生的入流条件下通过岸边岩土层渗透或是人工补给地下水到达地表水层[37]。表面水体中的药物含量已经到达了一定的程度 （从 ng/L 到μg/L）[36, 44-48]。它们会对脊椎动物产生一系列肾衰竭、退化以及坏死的危害，这无疑会对水生物体以及生态系统产生潜在威胁[49, 50]。近期，双氯芬酸代谢物已经能够在鱼类胆囊中检测到[51]。研究人员还发现，印度次大陆拟兀鹫的数量衰减与双氯芬酸的兽药残留有关[49]。总之，进入水环境中的对乙酰氨基酚和双氯芬酸钠以及碳纳米管可能会对生态系统产生很大的威胁，为了开发出有效的处理方法和缓解策略，研究和理解这些污染物的迁移行为是非常重要的[52]。
2.3.1 采样布点1、布点原则本次实验中采用的表层底泥样品取自中国湖南省最大的河流，湘江的长沙段，布点原则为，以尽可能少的点反映出整条河流中底泥的情况，要具有代表性、均匀性。对湘江沿岸进行实地调查之后，本实验选取了湘江西岸 5 个受人类活动影响较小的地点，分别为：猴子石大桥、南湖路隧道、牌楼路口、营盘路隧道和银盆岭大桥。每个采样点分别设置 3 个随机平行采样点以减少采样误差，以使得所采的样品更加具有代表性。具体采样点布置图见图 2.1。2、采样方法采样时应当注意所采底泥层的深度，应当保持深度一致。本次试验采样使用的工具为小土铲和管形土钻。在指定位点将土钻钻入底泥中，在一定深度处，取出均匀底泥样品。管形土钻的取样速度快，特别适合大面积多点混合样品的采集。采集好底泥样品之后，分类装入事先准备好的不透光塑料袋中，贴好标签，并尽快运往实验室进行后续操作。
【参考文献】
本文编号：2881463
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X52
【部分图文】：
图 1.2 胶体的三种吸附机制示意图A：重力沉降 B：拦截 C：布朗扩散Fig. 1.2 Basic deposition mechanism of colloids in porous mediaA: gravitational sedimentation B:interception C:Brownian diffusion体过滤理论假设胶体颗粒物在孔隙介质中的过滤去除的过程可以分步是胶体颗粒物随背景溶液向孔隙介质颗粒表面运移（Transport）。要受到各种物理因素的影响。Xu[24]等认为这种过程主要受控于以下三重力沉降作用（Gravity）、拦截作用（Interception）和扩散作用（Brown）（如图 1-2）。当流动的胶体颗粒的密度比孔隙介质密度更大时，发；流动的胶体颗粒沿着水流方向移动时与介质表面发生的接触行为称；在胶体颗粒粒径较小的情况下，通过布朗运动与介质表面发生碰撞介质表面的情况称为布朗扩散。第二步则为胶体颗粒附着（Attachme介质颗粒表面并沉积（Deposition）下来，这个过程主要受到溶液系统
碳纳米管对非甾体抗炎药在湘江底泥中迁移行为的影响研究行为一直以来被认为是一种新兴的环境化学问题。如果表面水体被 PPCPs 污染，这些物质可能会在自然发生的入流条件下通过岸边岩土层渗透或是人工补给地下水到达地表水层[37]。表面水体中的药物含量已经到达了一定的程度 （从 ng/L 到μg/L）[36, 44-48]。它们会对脊椎动物产生一系列肾衰竭、退化以及坏死的危害，这无疑会对水生物体以及生态系统产生潜在威胁[49, 50]。近期，双氯芬酸代谢物已经能够在鱼类胆囊中检测到[51]。研究人员还发现，印度次大陆拟兀鹫的数量衰减与双氯芬酸的兽药残留有关[49]。总之，进入水环境中的对乙酰氨基酚和双氯芬酸钠以及碳纳米管可能会对生态系统产生很大的威胁，为了开发出有效的处理方法和缓解策略，研究和理解这些污染物的迁移行为是非常重要的[52]。
2.3.1 采样布点1、布点原则本次实验中采用的表层底泥样品取自中国湖南省最大的河流，湘江的长沙段，布点原则为，以尽可能少的点反映出整条河流中底泥的情况，要具有代表性、均匀性。对湘江沿岸进行实地调查之后，本实验选取了湘江西岸 5 个受人类活动影响较小的地点，分别为：猴子石大桥、南湖路隧道、牌楼路口、营盘路隧道和银盆岭大桥。每个采样点分别设置 3 个随机平行采样点以减少采样误差，以使得所采的样品更加具有代表性。具体采样点布置图见图 2.1。2、采样方法采样时应当注意所采底泥层的深度，应当保持深度一致。本次试验采样使用的工具为小土铲和管形土钻。在指定位点将土钻钻入底泥中，在一定深度处，取出均匀底泥样品。管形土钻的取样速度快，特别适合大面积多点混合样品的采集。采集好底泥样品之后，分类装入事先准备好的不透光塑料袋中，贴好标签，并尽快运往实验室进行后续操作。
【参考文献】
相关期刊论文 前4条
1 王倩倩;颜红侠;李朋博;雷平森;;碳纳米管的纯化、性能及应用[J];化学工业与工程;2010年03期
2 赵红;宫丽红;;单壁碳纳米管的纯化[J];哈尔滨师范大学自然科学学报;2007年02期
3 唐文华,邹洪涛,张艾飞,刘吉平;碳纳米管纯化技术评价与研究进展[J];炭素;2005年03期
4 杨占红,吴浩青,李晶,李新海;碳纳米管的纯化──电化学氧化法[J];高等学校化学学报;2001年03期
本文编号：2881463
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