薄膜扩散梯度技术对水体中不同形态Cu（Ⅱ）的测量

论文摘要

薄膜扩散梯度技术（DGT）技术提供了一种原位被动测定金属有效态的新方法。不同结合相的DGT装置所测量的金属有效态是不同,本论文主要研究了以聚丙烯酸钠（PAAS）.聚苯乙烯磺酸钠（PSS）为结合相,醋酸纤维渗析膜（CDM）为扩散相的DGT装置对Cu（Ⅱ）的形态的累积和测量。测量了配制水中分别以PAAS. PSS为结合相的Cu2+在CDM中的条件扩散系数以及PAAS和PSS与Cu2+的条件稳定常数；研究了CDM-PAAS-DGT和CDM-PSS-DGT分别对不同的pH值（5.5和7.5）条件下的Cu（HCO3）2、Cu（NH3）4SO4、CuCO3·Cu（OH）2配制水中有效态Cu的累积和测量；分别考察了甘氨酸（Gly）,乙二胺四乙酸二钠（EDTA）和富里酸（FA）三种有机配体与Cu2+在不同配比的条件下,CDM-PAAS-DGT和CDM-PSS-DGT对DGT有效态铜累积和测量的影响。实验表明,配制水中Cu2+的条件扩散系数分别为Dm （PAAS）=3.389μcm2·s-1和Dm（PSS）=1.900μcm2·s-1。PAAS和PSS与Cu2+的条件稳定常数（logK）分别为7.052和5.214。在pH 7.5条件下CDM-PAAS-DGT和CDM-PSS-DGT不能累积和测量以CuCO3·Cu（OH）2和[Cu（NH3）4]2+形态存在的Cu（Ⅱ）,可以累积和测量CuHCO3+和Cu（HCO3）2。在pH 5.5情况下,两种装置有效态铜的测量存在差异,CDM-PAAS-DGT对Cu（NH3）4SO4和CuCO3·Cu（OH）2配制水中有效态铜的测量浓度大于CDM-PAAS-DGT的测量浓度。主要是在pH 5.5情况下由于溶液中Cu的形态发生变化,两种结合相对不同形态的铜的键合能力不同造成的。在有机配体的影响实验中,Cu与EDTA在摩尔比为1:0.5的配制水中,两种DGT装置对有效态Cu的理论回收率和测量回收率基本相符,而在摩尔比1:1,1:2和1:5的配制水中,两种DGT装置不能测量到水中的有效态铜,表明CuEDTA是DGT惰性态,不能被两种DGT装置累积和测量。在Cu与Gly摩尔比为1:1,1:2,1:4和1:8的配制水中,以及Cu与FA在质量比为1:1,1:10,1:50和1:100的配制水中,随着加入的有机配体浓度的升高,CDM-PAAS-DGT和CDM-PSS-DGT对有效态Cu的测量回收率都跟着下降,CDM-PAAS-DGT对有效态Cu的回收率均高于CDM-PSS-DGT,这于PAAS和PSS对Cu的配位能力有关,logK越大,有效态浓度越高。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 环境污染
• 1.1.1 水环境污染
• 1.1.2 重金属污染
• 1.1.3 重金属铜污染
• 1.2 金属形态的测定方法
• 1.2.1 计算法
• 1.2.2 电化学分析方法
• 1.2.3 光谱方法
• 1.2.4 色谱法
• 1.2.5 联用技术
• 1.3 薄膜扩散梯度技术（DGT）
• 1.3.1 DGT装置构造
• 1.3.2 DGT装置的组成
• 1.3.3 DGT技术的原理
• 1.3.4 DGT的优点
• 1.3.5 DGT技术的应用
• 1.3.6 DGT技术的发展趋势
• 1.4 研究目的与创新性
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验仪器与试剂
• 2.1.1 仪器装置
• 2.1.2 试剂
• 2.2 DGT实验部分
• 2.2.1 渗析膜的预处理、结合相的纯化和DGT装置的安装
• 2.2.2 条件稳定常数的测定
• 2.2.3 扩散系数的测定
• 2.2.4 CDM-PSS-DGT和CDM-PAAS-DGT对不同形态Cu（Ⅱ）的测量
• 2.2.5 FAAS对Cu（Ⅱ）的测量条件
• 第3章 结果与讨论
• 2+的条件稳定常数的测定'>3.1 PSS和PAAS与Cu²⁺的条件稳定常数的测定
• 2+在渗析膜中的扩散系数'>3.2 Cu²⁺在渗析膜中的扩散系数
• 3.3 碳酸氢铜配制水中有效态Cu（Ⅱ）的测量
• 3.4 碱式碳酸铜配制水中有效态Cu（Ⅱ）的测量
• 3.5 硫酸四氨合铜配制水中有效态Cu（Ⅱ）的测量
• 3.6 Cu与Gly不同配比的配制水中有效态Cu（Ⅱ）的测量
• 3.7 Cu与EDTA不同配比的配制水中有效态Cu（Ⅱ）的测量
• 3.8 Cu与FA不同配比的配制水中有效态Cu（Ⅱ）的测量
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢