土壤纳米颗粒迁移及其与菲和五氯酚共迁移的研究
发布时间：2021-06-27 13:33
由于纳米颗粒独特的理化特性,纳米技术革命驱动了工程纳米颗粒（例如碳纳米管和石墨烯）在各领域的广泛研究和应用。大量释放的工程纳米颗粒会发生吸附、迁移、积累等一系列环境过程,由此引起的生态环境风险已经受到广泛关注。过去对微米级的土壤胶体颗粒环境行为研究也已非常成熟,然而迄今有关土壤天然来源的纳米级颗粒（100 nm以下）研究尚处于起步阶段,可移动的胶体特别是纳米颗粒通常被认为可作为运输载体影响多种污染物的迁移和归趋。因此,研究土壤纳米颗粒迁移及其与污染物的共迁移机理具有十分重要的环境意义。本文从我国几种地带性土壤中提取得到纳米颗粒,研究了不同环境因子影响下纳米颗粒的迁移行为及与两种典型有机污染物菲（PHE）和五氯酚（PCP）的共迁移过程。主要研究结果如下:（1）揭示了土壤纳米颗粒与黏粒胶体迁移行为的差异。从吉林棕壤和海南砖红壤非破坏性提取了纳米颗粒（<100 nm）以及黏粒组分（黏粒,<2 μm;粗黏粒,1-2 mμ;细黏粒,0.1-1 μm）。在离子强度1-30 mM NaCl和pH 5-9条件下考察了它们在饱和石英砂多孔介质中的迁移行为。结果表明离子强度增加抑制了不同粒径土...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１?－１纳米颗粒在内的各种颗粒尺寸分布??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｉｚｅ?ｒａｎｇｅｓ?ｏｆ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ，?ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ?（Ｍａｕｒｉｃｅ，?２００９）??
其中ｅｊ为电子电荷；ＮＡｖ为阿佛加德罗常数（Ａｖｏｇａｄｒｏ’ｓ?ｃｏｎｓｔａｎｔ）；?１〇为离子??强度；ｋ为坡尔兹曼常数（Ｂｏｌｔｚｍａｎｎｃｏｎｓｔａｎｔ）；?Ｔ为绝对温度。??胶体与固相颗粒之间ＤＬＶＯ相互作用势能见图１－２，横坐标是胶体与固相颗??粒之间的距离（ｈ），纵坐标是胶体与固相颗粒之间相互作用势能（０＞）。胶体在多孔??介质中迁移的相对稳定或聚沉取决于排斥势能和引力势能的相对大小。当胶体－??胶体或胶体－固相颗粒间排斥势能在数值上大于引力势能，而且足以阻止由于布??朗运动导致的相互碰撞而团聚或沉积时，则该体系处于相对稳定状态；当引力势??能在数值上大于排斥势能，胶体－胶体或胶体－固相颗粒将相互靠拢而团聚或沉积。??通过改变影响势能的因素如ｐＨ和离子强度等，可以调整两者的相对大小，从而??改变胶体在多孔介质体系中的稳定性。??当胶体与固相颗粒带有同种电荷时，双电层排斥势能为正（＜ＤＥＤｔ＞〇），此时??胶体的吸附称为无利条件下的吸附（ｕｎｆａｖｏｒａｂｌｅ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）（沈重阳，２００８）。随着距??离逐渐增大
１绪论??机理（Ｂｒａｄｆｏｒｄ?ｅｔ?ａｌ．，２００２，?２００７），同时也发生在楔形孔隙空间如颗粒－颗粒接触（Ｌｉ??ｅｔａｌ．，?２００６）（图１－４）。物理因素，如狡体与固相颗粒的粒径大小以及表面粗糙度??都会影响阻塞效应。研究发现当胶体颗粒与介质直径比值大于理论临界值时??（１．７ｘＫＴ３），阻塞效应开始变得重要（Ｂｒａｄｆｏｒｄ?ｅｔａｌ．，?２００２，２００３）。目前越来越多??的证据表明它不仅受物理因素影响，同时还受到溶液化学条件影响（Ｂｒａｄｆｏｒｄ?ｅｔ??ａｌ．，?２００６；?Ｓｈｅｎ?ｅｔ?ａｌ．，２００８）。研究表明，增加溶液离子强度可诱导阻塞的发生（Ｓｈｅｎ??ｅｔａｌ．，２００８）。此外，由于纳米颗粒团聚作用较强，在迁移过程中粒径逐渐增加因??此可能会加剧阻塞效应（Ｊｉａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，２０１２）。??上述几种作用机制之间往往会相互耦合、彼此影响，共同控制胶体在多孔介??质中的迁移与滞留。胶体在多孔介质中的滞留机理是当前的研究热点。??．＼?／??Ｓｔｒａｉｎｅｄ??Ｗ?－?Ｃｏｌｌｏｉｄｓ??图１－４胶体阻塞效应示意图??Ｆｉｇ．?１－４?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｒａｉｎｉｎｇ?ｅｆｆｅｃｔ?ｆｏｒ?ｃｏｌｌｏｉｄｓ?（Ｂｒａｄｆｏｒｄ?ｅｔ?ａｌ．，?２００６）??引入附着效率的概念可用于区分胶体在多孔介质中的迀移与滞留。它包括三??个子概念
【参考文献】：
博士论文
[1]土壤天然纳米颗粒稳定性的表征及其在水稻土成土过程中的变化[D]. 朱心宇.浙江大学 2017
[2]土壤天然纳米颗粒提取及其性质和环境行为的表征[D]. 李文彦.浙江大学 2013
硕士论文
[1]天然无机纳米颗粒对有机污染物的吸附作用与机理[D]. 曾凡凤.浙江大学 2014
本文编号：3252945
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１?－１纳米颗粒在内的各种颗粒尺寸分布??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｉｚｅ?ｒａｎｇｅｓ?ｏｆ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ，?ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ?（Ｍａｕｒｉｃｅ，?２００９）??
其中ｅｊ为电子电荷；ＮＡｖ为阿佛加德罗常数（Ａｖｏｇａｄｒｏ’ｓ?ｃｏｎｓｔａｎｔ）；?１〇为离子??强度；ｋ为坡尔兹曼常数（Ｂｏｌｔｚｍａｎｎｃｏｎｓｔａｎｔ）；?Ｔ为绝对温度。??胶体与固相颗粒之间ＤＬＶＯ相互作用势能见图１－２，横坐标是胶体与固相颗??粒之间的距离（ｈ），纵坐标是胶体与固相颗粒之间相互作用势能（０＞）。胶体在多孔??介质中迁移的相对稳定或聚沉取决于排斥势能和引力势能的相对大小。当胶体－??胶体或胶体－固相颗粒间排斥势能在数值上大于引力势能，而且足以阻止由于布??朗运动导致的相互碰撞而团聚或沉积时，则该体系处于相对稳定状态；当引力势??能在数值上大于排斥势能，胶体－胶体或胶体－固相颗粒将相互靠拢而团聚或沉积。??通过改变影响势能的因素如ｐＨ和离子强度等，可以调整两者的相对大小，从而??改变胶体在多孔介质体系中的稳定性。??当胶体与固相颗粒带有同种电荷时，双电层排斥势能为正（＜ＤＥＤｔ＞〇），此时??胶体的吸附称为无利条件下的吸附（ｕｎｆａｖｏｒａｂｌｅ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）（沈重阳，２００８）。随着距??离逐渐增大
１绪论??机理（Ｂｒａｄｆｏｒｄ?ｅｔ?ａｌ．，２００２，?２００７），同时也发生在楔形孔隙空间如颗粒－颗粒接触（Ｌｉ??ｅｔａｌ．，?２００６）（图１－４）。物理因素，如狡体与固相颗粒的粒径大小以及表面粗糙度??都会影响阻塞效应。研究发现当胶体颗粒与介质直径比值大于理论临界值时??（１．７ｘＫＴ３），阻塞效应开始变得重要（Ｂｒａｄｆｏｒｄ?ｅｔａｌ．，?２００２，２００３）。目前越来越多??的证据表明它不仅受物理因素影响，同时还受到溶液化学条件影响（Ｂｒａｄｆｏｒｄ?ｅｔ??ａｌ．，?２００６；?Ｓｈｅｎ?ｅｔ?ａｌ．，２００８）。研究表明，增加溶液离子强度可诱导阻塞的发生（Ｓｈｅｎ??ｅｔａｌ．，２００８）。此外，由于纳米颗粒团聚作用较强，在迁移过程中粒径逐渐增加因??此可能会加剧阻塞效应（Ｊｉａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，２０１２）。??上述几种作用机制之间往往会相互耦合、彼此影响，共同控制胶体在多孔介??质中的迁移与滞留。胶体在多孔介质中的滞留机理是当前的研究热点。??．＼?／??Ｓｔｒａｉｎｅｄ??Ｗ?－?Ｃｏｌｌｏｉｄｓ??图１－４胶体阻塞效应示意图??Ｆｉｇ．?１－４?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｒａｉｎｉｎｇ?ｅｆｆｅｃｔ?ｆｏｒ?ｃｏｌｌｏｉｄｓ?（Ｂｒａｄｆｏｒｄ?ｅｔ?ａｌ．，?２００６）??引入附着效率的概念可用于区分胶体在多孔介质中的迀移与滞留。它包括三??个子概念
【参考文献】：
博士论文
[1]土壤天然纳米颗粒稳定性的表征及其在水稻土成土过程中的变化[D]. 朱心宇.浙江大学 2017
[2]土壤天然纳米颗粒提取及其性质和环境行为的表征[D]. 李文彦.浙江大学 2013
硕士论文
[1]天然无机纳米颗粒对有机污染物的吸附作用与机理[D]. 曾凡凤.浙江大学 2014
本文编号：3252945
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