甲基叔丁基醚（MTBE）在地表水中的环境行为及影响因素的研究

摘要

甲基叔丁基醚(MTBE)是一种汽油添加剂,广泛应用于中高档汽油中.其对环境造成的污染和对人体健康造成的危害已日益引起人们的高度重视.该项试验以地表水为研究对象,通过室内试验,对MTBE在水中的挥发、光解、水解行为及影响因素进行了比较系统的研究,建立了水中MTBE的顶空气相色谱分析法.同时对长春市区地表水中MTBE的污染情况进行调查分析,提出了MTBE进一步的研究方向.1、对水中的MTBE采用静态顶空技术提取,影响方法灵敏度的因素主要有顶空加热温度、顶空热平衡时间和活度系数.结果表明:升高温度可以提高灵敏度,但温度高于90℃时影响分析的准确性,试验中选择90℃作为顶空加热温度,既能满足分析灵敏度的要求,也保证了测定结果的精确性和准确性.该试验选择不同的时间间隔进行采样测定,发现MTBE从液相向气相的扩散量与顶空平衡时间呈正相关,并随平衡时间的延长最终趋于极限值.结果表明:30min后,测定结果不再变化,所以选择30min作为平衡时间;向水溶液中加入电解质,可以增大溶液的离子强度,使活度系数增大,对顶空分析的灵敏度产生一定的影响.2、经顶空方法处理后的样品采用6890N/FID气相色谱仪、DB-MTBE键合交联毛细管柱对样品分析测定.3、水解作用研究结果表明:MTBE水解过程符合一级反应动力学模式C=C<,0>e<'-kt>.结果表明,MTBE的水解速率受到水解温度和pH的影响.灭菌条件下,MTBE在pH3.29、7.24和9.15三种缓冲溶液中,25℃时的水解半衰期分别为69.59、81.26、165.8d;15℃时的水解半衰期分别为107.5、114.6和183.4d.在相同温度条件下,MTBE在酸性溶液中的水解速率比在中性和碱性溶液中更快,pH对MTBE水解速率的影响呈显著性差异,显著水平达到a=0.05.这是由MTBE的分子结构所决定的,酸性介质条件下,MTBE分子的C-O-C键比在碱中性条件下更容易断裂.温度对MTBE水解速率的影响-活化能Ea:在pH3.29、7.24、9.15溶液中,Ea值分别为76.2、74.1、72.0kJ/mol,水体中MTBE在不同pH条件下进行的化学反应历程是相同的.4、模拟水体试验结果表明,MTBE在水中消失动态符合一级反应动力学模式C=C<,0>e<'-kt>.在室内培养条件下的消失半衰期为25.1-86.5d,预示了MTBE在环境中的稳定性.5、光解研究结果表明:光解过程符合一级反应动力学模式C=C<,0>e<'-kt>.在波长为365nm的高压汞灯照射下,MTBE在表面水中的光解半衰期为54.6h.6、挥发研究结果表明:挥发过程符合一级反应动力学模式C=C<,0>e<'-kt>.20℃时MTBE的亨利定律常数为112Pam<'3>/mol,属于高挥发性化学品,温度为20℃时,挥发半衰期为6.8h,随着温度的升高挥发速率加快.7、长春市区地表水中MTBE的污染情况调查结果表明:MTBE对长春市区地表水有不同程度的污染.

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1前言

1.1目的及意义

1.2 MTBE 的理化性质

1.3 MTBE 的潜在危害及污染的防治

1.4环境样品中MTBE的分析方法

2试验设计与方法

2.1试验材料

2.2分析方法

2.3基本环境行为及影响因素试验设计

2.4长春市区MTBE污染现状调查

2.5质量控制程序

3结果与讨论

3.1色谱分析条件的优化

3.1.1色谱分离条件的选择

3.1.2检测器工作条件的优化

3.2静态顶空分析条件的优化

3.2.1静态顶空温度的优化

3.2.2顶空平衡时间的优化

3.2.3盐析效应的影响

3.3添加回收率及方法精密度

3.4 MTBE基本环境行为性质及影响因素的研究

3.4.1水体中MTBE残留动态及反应动力学

3.4.2温度和pH对MTBE水解速率的影响

3.4.3水体中MTBE的光解速率

3.4.4水体中MTBE的挥发速率

3.5长春市区地表水中MTBE污染现状调查

3.5.1环境概况及采样点的布设

3.5.2长春市地表水中MTBE污染现状

4结论

参考文献

致谢