纳米银在东北地区地下水环境中的转化机制研究

发布时间：2018-10-20 09:02

【摘要】：纳米银(AgNPs)作为当前应用最广的金属纳米材料之一,可通过各种途径进入水土环境,对水生生物产生毒性,从而破坏水体生态环境。理解AgNPs在水环境中的转化与归趋对于水质管理与生态环境保护极其重要。AgNPs在地下水环境中毒性的发挥主要取决于两个因素:(1)AgNPs本身的毒性强弱;(2)AgNPs的转化。真实地下水环境中物理化学属性因时因地而异,pH、离子强度、有机物含量和溶解氧等水质情况的改变都将会对AgNPs的毒性和转化产生一定影响。本实验模拟AgNPs和银离子在东北不同地区地下水环境中的转化过程,查明影响其形态转化要素,为AgNPs在地下水中的环境生态风险预测提供理论依据。通过实验数据得出以下结论:(1)加入AgNPs或银离子后,在其聚凝沉降过程中可以与其他离子结合形成共沉淀;(2)对于加入相同浓度的AgNPs和银离子的背景液来说,加入AgNPs的背景液中颗粒物沉降速度要大于加入银离子水样,这可能是由于钙离子对纳米颗粒聚凝的促进作用。但在溶解氧高,pH小于7的情况下,AgNPs可能先溶解释放出银离子从而导致AgNPs沉降的速度降低;(3)尽管AgNPs在进入环境中后最终会絮凝沉降,但在完全絮凝沉降之前AgNPs依旧会对环境中的微生物造成一定影响。若AgNPs是先释放银离子到地下水环境中,不但其产生的银离子会对水环境造成威胁,还会延长AgNPs沉降时间。此外,银离子在进入水环境中后也可以与环境中的氯离子发生反应产生聚凝沉降,且这个过程相对时间大于AgNPs沉降过程,这表示银离子在进入水环境中后将会以其离子形态存在一段时间,这也会造成一定的环境威胁。
[Abstract]:As one of the most widely used metal nanomaterials, nano-silver (AgNPs) can enter the soil and water environment through various ways, which can cause toxicity to aquatic organisms and thus destroy the ecological environment of water body. Understanding the transformation and fate of AgNPs in water environment is very important for water quality management and ecological environment protection. The toxicity of AgNPs in groundwater environment is mainly determined by two factors: (1) the toxicity of AgNPs itself; (2) the transformation of AgNPs. The physical and chemical properties in the real groundwater environment vary with time and place. The changes of pH, ion strength, organic matter content and dissolved oxygen will affect the toxicity and transformation of AgNPs to some extent. This experiment simulates the transformation process of AgNPs and silver ions in groundwater environment in different regions of Northeast China, and finds out the factors that affect the transformation of AgNPs in groundwater, which provides a theoretical basis for the prediction of environmental ecological risk of AgNPs in groundwater. The following conclusions are obtained from the experimental data: (1) after the addition of AgNPs or silver ions, the coprecipitation can be formed by combining with other ions in the process of coagulation and sedimentation, and (2) for the background solution with the same concentration of AgNPs and silver ions, The sedimentation rate of particles in the background solution added with AgNPs is faster than that in the water sample of silver ion, which may be due to the effect of calcium ions on the aggregation of nanoparticles. However, when the dissolved oxygen is high and the pH is less than 7, AgNPs may dissolve and release silver ions first, leading to a decrease in the rate of AgNPs deposition. (3) although AgNPs eventually flocculates and settles when it enters the environment, However, before the full flocculation settlement, AgNPs will still affect the microbes in the environment. If AgNPs releases silver ions into groundwater environment first, not only the silver ions produced by AgNPs will threaten the water environment, but also the settling time of AgNPs will be prolonged. In addition, silver ions can react with chloride ions in water environment to produce coagulation deposition, and the relative time of this process is longer than that of AgNPs deposition process. This means that silver ions will exist in the form of ions for a period of time after entering the water environment, which will also pose a certain environmental threat.
【学位授予单位】：沈阳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X523

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