固相微萃取技术的理论及其用于评估沉积物孔隙水中疏水性有机污染物生物可给性的初步研究
发布时间：2023-02-15 10:05
本文以一系列疏水性有机污染物(hydrophobic organic chemicals，HOCs)为目标化合物，建立了两种HOCs在非极性的聚二甲基硅氧烷(poly(dimethyl)siloxane，PDMS)固相微萃取(solid phase microextraction，SPME)涂层与水之间的分配系数(Kfw)的测量方法，研究了强疏水性有机污染物在PDMS涂层上的吸附行为，并从理论和实验两方面验证了利用SPME评估沉积物孔隙水中HOCs生物可给性的可行性。主要内容包括： 建立了静态SPME结合液-液萃取(liquid-liquid extraction，LLE)测定一系列疏水性程度不同的多氯联苯(polychlorinated biphenyls，PCBs)的Kfw值的方法，为了确保LLE方法能够准确地测量水相中待测物的量，本方法采用与目标物一对一的13C-标记的PCB的对应体作为回收率指示物。随后为了验证上述方法所测Kfw值的准确性，又建立了14C放射性同位素结合...
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
第一节 固相微萃取技术(solid phase microextraction,SPME)技术简介
1.1 SPME的萃取方式及原理
1.2 SPME的定量依据
1.3 影响SPME的因素
1.3.1 萃取纤维涂层
1.3.2 萃取温度与介质pH
第二节 SPME萃取理论的研究
2.1 分配机理
2.1.1 分配系数的测定及其与辛醇水分配系数(Kow)之间的关系
2.1.2 分配的动力学过程
2.2 吸附的动力学过程
第三节 SPME在复杂介质中应用的研究现状
3.1 机理与条件
3.1.1 校正方法
3.1.2 介质效应
3.2 SPME在复杂介质中的应用
3.2.1 测定HOCs溶解态总浓度
3.2.2 测定分配系数
3.2.3 研究HOCs的生物可给性
3.2.4 仿生应用
第四节 研究意义、思路和内容
4.1 研究意义
4.1.1 SPME理论研究
4.1.2 SPME用于评估沉积物孔隙水HOCs生物可给性的意义
4.2 研究思路
4.3 研究内容和主要工作
4.3.1 主要研究内容
4.3.2 主要工作
第二章 SPME萃取理论的研究
第一节 SPME结合液液萃取技术测定选择性PCBs的PDMS涂层-水分配系数
1.1 前言
1.2 实验材料和方法
1.2.1 实验材料
1.2.2 SPME实验步骤与试样制备步骤
1.2.3 液-液萃取步骤
1.2.4 GC/MS分析
1.2.5 质谱(MS响应)的定量方法
1.2.6 动力学平衡实验
1.2.7 Kfw值的测定
1.3 结果与讨论
1.3.1 PCBs加标浓度的选择
1.3.2 LLE方法中13C-标记的回收率指示物浓度的选择
1.3.3 平衡萃取时间的确定
1.3.4 涂层厚度对Kfw值的影响
1.3.5 试样体积对Kfw值的影响
1.3.6 与以往研究的比较
第二节 14C放射性同位素技术用于测定选择性疏水性有机污染物的聚二甲基硅氧烷—水分配系数
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1.材料
2.2.2 SPME操作步骤
2.2.3 SPME光纤解吸条件的选择
2.2.4 玻璃解吸方法
2.2.5 SPME光纤平衡时间的测定
2.2.6 仪器分析
2.2.7 数据分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 实验方法的优化
2.3.2 平衡时间的测定
2.3.3 质量平衡的测定
2.3.4 不同方法下动力学曲线的比较
2.3.5 与以往报道的Kfw值的比较
第三节 疏水性有机污染物在膜状聚合物涂层上的吸附机理研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.3 结论与讨论
3.3.1 Log Kfw与log Kow之间的关系
3.3.2 引起这种非线性关系可能的原因
3.3.3 平衡分配理论
3.3.4 log Kfw与log Kow之间的关系的物理起源
第四节 小结与展望
第三章 SPME用于评估沉积物孔隙水中HOCs生物可给性的初步研究
第一节 理论推导SPME用于评估沉积物孔隙水中HOCs生物可给性的条件
1.1 前言
1.2 理论
1.2.1 质量平衡
1.2.2 最小沉积物质量的预测
1.2.3 孔隙水浓度的预测
1.2.4 模型条件假设
1.3 结果与讨论
1.3.1 预测最小沉积物质量
1.3.2 孔隙水的含量对ms
min的影响
1.3.3 最小可检测的孔隙水中待测物的浓度(Cpw
0)
1.3.4 沉积物中可检测到的分析物的最小浓度(Cs)
第二节 结合14C放射性同位素技术验证SPME用于评估沉积物孔隙水中HOCs生物可给性的可行性
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 目标物与其他材料
2.2.2 沉积物试样的制备
2.2.3 一次性SPME光纤的校正
2.2.4 淤泥中SPME平衡时间(teq)的测定
2.2.5 涂层体积(Vf)及沉积物质量(ms)对x(x=(Cpw-Cpw
0)/Cpw
0)的影响
2.2.6 数据分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 一次性SPME光纤的校正
2.3.2 时间对DOC的影响
2.3.3 淤泥中平衡时间的确定
2.3.4 变化率(x)与沉积物质量(ms)的关系
2.3.5 变化率(x)与PDMS涂层体积(Vf)之间的关系
2.3.6 SPME所测得的Cpw,SPME与经验值的比较
第三节 基于SPME技术的原位沉积物孔隙水中痕量HOCs采样器的研究
3.1 前言
3.2 实验方法
3.2.1 SPME的校正
3.2.2 沉积物的制备
3.2.3 沉积物中采样器平衡时间(teq)的测定
3.2.4 沉积物以及孔隙水中目标物含量的测定
3.2.5 GC/MS分析
3.3 结果与讨论
3.3.1 采样器的设计与参数优化
3.3.2 采样器的校正
3.3.3 采样器平衡时间的确定
3.3.4 时间对淤泥中目标物浓度的影响
3.3.5 时间对孔隙水中目标物的浓度的影响
3.3.6 比较不同方法测得的孔隙水中自由溶解态目标物的浓度(Cpw)
3.3.7 沉积物加标浓度与SPME所测得的Cpw,SPME之间的相关性
3.3.8 比较不同采样器尺寸对Cpw,SPME的影响
第四节 小结与展望
结论
参考文献
博士期间已发表和待发表论文
致谢
本文编号：3743302
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
第一节 固相微萃取技术(solid phase microextraction,SPME)技术简介
1.1 SPME的萃取方式及原理
1.2 SPME的定量依据
1.3 影响SPME的因素
1.3.1 萃取纤维涂层
1.3.2 萃取温度与介质pH
第二节 SPME萃取理论的研究
2.1 分配机理
2.1.1 分配系数的测定及其与辛醇水分配系数(Kow)之间的关系
2.1.2 分配的动力学过程
2.2 吸附的动力学过程
第三节 SPME在复杂介质中应用的研究现状
3.1 机理与条件
3.1.1 校正方法
3.1.2 介质效应
3.2 SPME在复杂介质中的应用
3.2.1 测定HOCs溶解态总浓度
3.2.2 测定分配系数
3.2.3 研究HOCs的生物可给性
3.2.4 仿生应用
第四节 研究意义、思路和内容
4.1 研究意义
4.1.1 SPME理论研究
4.1.2 SPME用于评估沉积物孔隙水HOCs生物可给性的意义
4.2 研究思路
4.3 研究内容和主要工作
4.3.1 主要研究内容
4.3.2 主要工作
第二章 SPME萃取理论的研究
第一节 SPME结合液液萃取技术测定选择性PCBs的PDMS涂层-水分配系数
1.1 前言
1.2 实验材料和方法
1.2.1 实验材料
1.2.2 SPME实验步骤与试样制备步骤
1.2.3 液-液萃取步骤
1.2.4 GC/MS分析
1.2.5 质谱(MS响应)的定量方法
1.2.6 动力学平衡实验
1.2.7 Kfw值的测定
1.3 结果与讨论
1.3.1 PCBs加标浓度的选择
1.3.2 LLE方法中13C-标记的回收率指示物浓度的选择
1.3.3 平衡萃取时间的确定
1.3.4 涂层厚度对Kfw值的影响
1.3.5 试样体积对Kfw值的影响
1.3.6 与以往研究的比较
第二节 14C放射性同位素技术用于测定选择性疏水性有机污染物的聚二甲基硅氧烷—水分配系数
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1.材料
2.2.2 SPME操作步骤
2.2.3 SPME光纤解吸条件的选择
2.2.4 玻璃解吸方法
2.2.5 SPME光纤平衡时间的测定
2.2.6 仪器分析
2.2.7 数据分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 实验方法的优化
2.3.2 平衡时间的测定
2.3.3 质量平衡的测定
2.3.4 不同方法下动力学曲线的比较
2.3.5 与以往报道的Kfw值的比较
第三节 疏水性有机污染物在膜状聚合物涂层上的吸附机理研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.3 结论与讨论
3.3.1 Log Kfw与log Kow之间的关系
3.3.2 引起这种非线性关系可能的原因
3.3.3 平衡分配理论
3.3.4 log Kfw与log Kow之间的关系的物理起源
第四节 小结与展望
第三章 SPME用于评估沉积物孔隙水中HOCs生物可给性的初步研究
第一节 理论推导SPME用于评估沉积物孔隙水中HOCs生物可给性的条件
1.1 前言
1.2 理论
1.2.1 质量平衡
1.2.2 最小沉积物质量的预测
1.2.3 孔隙水浓度的预测
1.2.4 模型条件假设
1.3 结果与讨论
1.3.1 预测最小沉积物质量
1.3.2 孔隙水的含量对ms
min的影响
1.3.3 最小可检测的孔隙水中待测物的浓度(Cpw
0)
1.3.4 沉积物中可检测到的分析物的最小浓度(Cs)
第二节 结合14C放射性同位素技术验证SPME用于评估沉积物孔隙水中HOCs生物可给性的可行性
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 目标物与其他材料
2.2.2 沉积物试样的制备
2.2.3 一次性SPME光纤的校正
2.2.4 淤泥中SPME平衡时间(teq)的测定
2.2.5 涂层体积(Vf)及沉积物质量(ms)对x(x=(Cpw-Cpw
0)/Cpw
0)的影响
2.2.6 数据分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 一次性SPME光纤的校正
2.3.2 时间对DOC的影响
2.3.3 淤泥中平衡时间的确定
2.3.4 变化率(x)与沉积物质量(ms)的关系
2.3.5 变化率(x)与PDMS涂层体积(Vf)之间的关系
2.3.6 SPME所测得的Cpw,SPME与经验值的比较
第三节 基于SPME技术的原位沉积物孔隙水中痕量HOCs采样器的研究
3.1 前言
3.2 实验方法
3.2.1 SPME的校正
3.2.2 沉积物的制备
3.2.3 沉积物中采样器平衡时间(teq)的测定
3.2.4 沉积物以及孔隙水中目标物含量的测定
3.2.5 GC/MS分析
3.3 结果与讨论
3.3.1 采样器的设计与参数优化
3.3.2 采样器的校正
3.3.3 采样器平衡时间的确定
3.3.4 时间对淤泥中目标物浓度的影响
3.3.5 时间对孔隙水中目标物的浓度的影响
3.3.6 比较不同方法测得的孔隙水中自由溶解态目标物的浓度(Cpw)
3.3.7 沉积物加标浓度与SPME所测得的Cpw,SPME之间的相关性
3.3.8 比较不同采样器尺寸对Cpw,SPME的影响
第四节 小结与展望
结论
参考文献
博士期间已发表和待发表论文
致谢
本文编号：3743302
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