有机污染物与粘土矿物的初期复合特点研究

发布时间：2017-07-02 16:13

  本文关键词：有机污染物与粘土矿物的初期复合特点研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由有机污染物所造成的土壤环境污染已日益引起人们的重视。有机污染物在土壤中的残留时间和积累程度与它们是否与土壤中的无机部分形成有机-无机复合体关系密切。有试验表明,不同的有机分子和不同的无机矿物之间的结合程度不同,因此研究进入土壤的有机污染物如何与土壤矿物间的结合,对理解和阐明有机污染物在土壤中的残留、转化、迁移等过程是十分必要的。本研究选取多种具有不同分子结构的有机物(包括药物与普通有机物)和土壤中典型的代表性矿物进行有机-无机复合的试验,拟通过对它们之间进行有机无机复合过程特征的研究,从分子结构、电荷特征、相互间的作用力等方面探讨有机物与粘土矿物结合的机理,从而阐明有机污染物进入土壤中后的转化过程和残留机理。主要研究结果如下：(1)试验所用高岭石的永久电荷量为16cmol kg-1,可变电荷量为12.54cmol kg-1,所带表面电荷为正电荷；蒙脱石的永久电荷量为-68cmol kg-1,可变电荷量为-15.1Ocmol kg-1,所带表面电荷为负电荷。(2)供试的九种有机物中,葡萄糖、蛋白质、纤维素、甲壳素、壳聚糖、卡马西平、吉非罗齐、六六六、草甘膦的表面阴电荷需求量之间差异较小不同有机物的表面阳电荷需求量之间差异较大。其中,蛋白质、纤维素、甲壳素、壳聚糖、卡马西平、吉非罗齐、六六六的表面阳电荷需求量相对较大,而草甘膦和葡萄糖的表面阳电荷需求量相对较小。(3)蛋白质、纤维素、甲壳素、壳聚糖、卡马西平、吉非罗齐、六六六可以和蒙脱石、高岭石之间发生吸附,形成有机-无机复合体：葡萄糖和草甘膦难以与以上矿物形成有机-无机复合体。(4)对于有机污染物而言,卡马西平、吉非罗齐、六六六可借助于疏水键吸附到蒙脱石表面形成有机-无机复合体,借助于疏水键和静电引力吸附到高岭石表面形成有机无机复合体：而草甘膦由于其较大的水溶性和较少的负电荷,即难以与蒙脱石之间通过静电引力发生吸附,也无法与高岭石相互吸引。(5)对于有机物料而言,蛋白质、纤维素、甲壳素、壳聚糖也是通过疏水键吸附到其表面形成有机-无机复合体,而葡萄糖是由于其水溶性以及与蒙脱石之间较大的静电斥力作用才没有与蒙脱石表面复合形成有机-无机复合体；蛋白质、纤维素、甲壳素、壳聚糖是同时借助于疏水键以及静电吸引的作用吸附到其表面形成有机-无机复合体,而水溶性的葡萄糖不具有该特点,不能与高岭石复合。(6)所有供试有机物与无机矿物之间的吸附作用主要发生在矿物的边缘和表面,没有有机分子进入到矿物晶层内部。
【关键词】：有机污染物 土壤矿物 吸附 有机-无机复合体
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-9
• 第一章 引言9-13
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究目的及意义10
• 1.3 主要研究内容及技术路线10-13
• 1.3.1 主要研究内容10-11
• 1.3.2 技术路线11-13
• 第二章 文献综述13-33
• 2.1 有机污染物13-24
• 2.1.1 有机污染物的定义及分类13
• 2.1.2 有机污染物的特点13-15
• 2.1.2.1 持久性13-14
• 2.1.2.2 生物蓄积性14
• 2.1.2.3 半挥发性和远距离迁移性14-15
• 2.1.2.4 高毒性15
• 2.1.3 我国有机污染物的污染现状15-17
• 2.1.3.1 有机污染物在土壤中的污染现状15-16
• 2.1.3.2 有机污染物在水体中的污染现状16
• 2.1.3.3 有机污染物在大气/颗粒物中的污染现状16-17
• 2.1.3.4 有机污染物在农副产品及食品中的污染现状17
• 2.1.4 常见有机污染物的性质及对环境的危害17-21
• 2.1.4.1 卡马西平17-18
• 2.1.4.2 吉非罗齐18-19
• 2.1.4.3 六六六19-20
• 2.1.4.4 草甘膦20-21
• 2.1.5 其他一般有机物的性质及特点21-24
• 2.1.5.1 葡萄糖21-22
• 2.1.5.2 蛋白质22
• 2.1.5.3 纤维素22-23
• 2.1.5.4 甲壳素23
• 2.1.5.5 壳聚糖23-24
• 2.2 典型粘土矿物简介24-27
• 2.2.1 蒙脱石25-26
• 2.2.2 高岭石26-27
• 2.3 土壤有机无机复合体对重金属元素及有机污染物的吸附27-28
• 2.4 有机无机的复合机理28-31
• 2.4.1 有机无机复合机理的研究进展28-29
• 2.4.2 土壤有机无机复合体的结构特征29-31
• 2.5 现代分析技术简介31-33
• 2.5.1 红外光谱分析31
• 2.5.2 X射线衍射分析31-33
• 第三章 典型无机矿物的表面电性33-37
• 3.1 实验部分33-35
• 3.1.1 试验材料33
• 3.1.2 样品制备33-34
• 3.1.3 测定方法34-35
• 3.2 结果与讨论35-37
• 第四章 不同代表性有机分子的电性特征37-45
• 4.1 实验部分37-39
• 4.1.1 试验材料37-38
• 4.1.2 试验设计38
• 4.1.3 测定方法38-39
• 4.2 结果及分析39-41
• 4.2.1 不同有机物的表面电荷需求分析39-40
• 4.2.2 不同有机物的Zeta电位分析40-41
• 4.3 讨论及小结41-45
• 第五章 有机物在矿物表面的复合机制45-57
• 5.1 实验部分45-46
• 5.1.1 试验材料45
• 5.1.2 样品制备45-46
• 5.1.3 测定方法46
• 5.2 结果及分析46-54
• 5.2.1 矿物与丙酮混合产物的FTIR特征46-48
• 5.2.2 蒙脱石与不同有机物混合后产物的FTIR特征48-51
• 5.2.3 高岭石与不同有机物混合后产物的FTIR特征51-54
• 5.3 讨论与小结54-57
• 第六章 有机物与矿物的结合部位57-65
• 6.1 实验部分57-58
• 6.1.1 试验材料57
• 6.1.2 样品制备57-58
• 6.1.3 测定方法58
• 6.2 结果及分析58-63
• 6.2.1 矿物与丙酮混合产物的XRD分析58-60
• 6.2.2 蒙脱石与不同有机物混合后产物的XRD图谱分析60-61
• 6.2.3 高岭石与不同有机物混合后产物的XRD图谱分析61-63
• 6.3 讨论与小结63-65
• 第七章 全文讨论与结论65-69
• 第八章 存在问题与展望69-71
• 参考文献71-81
• 附表81-83
• 致谢83-85
• 攻读学位期间发表的学术论文85-87

【参考文献】

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本文编号：510598