溶解性有机质对黑碳吸附农药和多环芳烃的影响研究

论文摘要

黑碳（black carbon, BC）是化石燃料以及植物不完全燃烧的产物,广泛存在于自然界中,是土壤中重要的污染物吸附介质。近来有研究表明天然溶解性有机质（DOM）会削弱黑碳对有机污染物的吸附能力。本文以水稻秸秆和杉木为原料制备了比表面积较高的黑碳,以分子量和分子结构迥异的单宁酸（TA）,五没食子酰葡萄糖（PA）,3-O没食子酰粘酸（OA）,没食子酸（GA）和天然土壤中提取出的腐殖酸（HA）和富里酸（FA）以及金属离子作为的预载吸附质,选取了3种典型的目标化合物（敌稗,萘,菲）,研究了DOM对BC吸附有机污染物的影响。首先,研究了模型DOM对BC吸附敌稗的影响。结果表明：模型DOM预负载比DOM竞争更能削弱黑碳对敌稗吸的吸附；敌稗的吸附下降主要取决于DOM的性质而不是碳材料的性质；大分子（TA, PA）可能比小分子的DOM （OA,GA）对敌稗吸附抑制更强；对敌稗吸附的抑制程度主要依赖于DOM的尺寸大小而不是DOM的分子量大小。其次,研究了天然DOM和金属离子对BC吸附萘和菲的影响。结果表明：天然DOM的预负载能明显抑制萘和菲在BC上的吸附,随着天然DOM负载量的增大,吸附抑制作用愈加强烈；在相同负载量条件下,不同分子量分布的FA或HA的负载对BC吸附萘和菲的的抑制作用没有明显差别,这与上述模型DOM的研究结果不一致；FA或HA与Al（Ⅲ）或Fe（Ⅲ）离子的联合负载对BC吸附萘和菲的抑制作用强于单独FA或HA的影响,而两种金属离子之间的吸附抑制作用没有明显差别。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 主要符号说明
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 黑碳的概况
• 1.2.1 黑碳的定义
• 1.2.2 黑碳的结构和理化性质
• 1.2.3 黑碳的理化性质
• 1.2.4 黑碳的来源与分布
• 1.2.5 黑碳对有机污染物的吸附
• 1.3 溶解性有机质
• 1.3.1 溶解性有机质的定义
• 1.3.2 溶解性有机质的来源和含量
• 1.3.3 DOM的组成与分类
• 1.3.4 DOM与有机污染物的结合机理
• 1.3.5 DOM与重金属的结合行为
• 1.3.6 DOM对土壤吸附污染物的影响
• 1.4 吸附的理论基础
• 1.4.1 吸附等温线
• 1.4.2 吸附模型
• 1.5 课题研究的目标和内容
• 1.5.1 研究背景
• 1.5.2 研究目标
• 1.5.3 课题研究的内容
• 第二章 模型DOM分子对黑碳吸附农药的影响
• 2.1 引言
• 2.2 实验试剂与仪器
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.3 实验材料与方法
• 2.3.1 吸附剂的制备
• 2.3.2 吸附剂的表征
• 2.3.3 吸附实验
• 2.3.4 DOM和敌稗的分析方法
• 2.3.5 数据处理
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 BC和RC的表征
• 2.4.2 模型DOM在BC和RC上的预载吸附
• 2.4.3 DOM影响下碳对敌稗的吸附降低
• 2.4.4 DOM分子尺寸对敌稗吸附的影响
• 2.4.5 模型DOM预载对敌稗吸附的影响
• 2.5 本章小结
• 第三章 环境天然DOM对黑碳吸附多环芳烃的影响
• 3.1 引言
• 3.2 实验试剂与仪器
• 3.2.1 试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.3 实验过程与方法
• 3.3.1 BC的制备
• 3.3.2 天然DOM的提取
• 3.3.3 天然DOM的分级
• 3.3.4 天然DOM在BC上的负载
• 3.3.5 吸附实验
• 3.3.6 萘和菲的分析方法
• 3.3.7 数据处理
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 BC和负载后的BC的表征
• 3.4.2 天然DOM不同负载量的影响
• 3.4.3 不同分子量天然DOM的影响
• 3.4.4 天然DOM-金属离子的联合影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况