水中溶解性物质对三氯生光解的影响

摘要

药物和个人护理品作为一类新型污染物已经成为重要的环境问题之一。三氯生是一种常见的PPCP类物质，其会对水生藻类、大型蚤以及鱼类产生毒性。此外，水消毒过程中三氯生也会与游离氯反应生成有毒氯酚类物质。尤为值得关注的是，三氯生光解过程中会产生2，8-DCDD等高毒的光致环化产物。因此，近年来有关三氯生在水环境中的归趋和转化的研究备受关注。光解是三氯生在水环境中的主要转化途径。前人研究表明，水中溶解性物质如溶解性有机质和表面活性剂会对有机污染物的光化学行为产生重要影响。目前，关于这些溶解性物质对三氯生光解影响的研究还鲜有报道。因此本研究考察了表面活性剂及溶解性有机质对三氯生的光解的影响，为揭示三氯生在水环境的光化学转化和生态风险评价提供理论支持。
　　本研究首先考察了几种代表性表面活性剂对三氯生光解的影响。光解实验表明在中性条件下，阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SDS)以及中性表面活性剂聚氧乙烯失水山梨酸单油酸脂(TW80)抑制了三氯生的光解;而阳离子型表面活性剂溴代十六烷基三甲胺(CTAB)促进三氯生的光解速率达13倍以上。量子产率实验证实表面活性剂促进三氯生光解主要是增加三氯生的累积吸收光。通过紫外分光光度法测定三氯生的pKa发现表面活性剂的存在显著降低了三氯生的pKa，宏观上表面为使三氯生的紫外最大吸收波长红移，增加累积光吸收从而提高三氯生的光解反应速率。三氯生自身的光解速率随pH的提高显著提高，但是表面活性剂对三氯生光解的促进作用随pH值升高而减弱。表面活性剂的存在会显著增加2，8-二氯二苯并二恶英(2，8-DCDD)的产率，提高三氯生在水环境中的生态风险。
　　本研究还选择了Nordic湖腐植酸(NLHA)、Nordic湖富里酸(NLFA)、土壤腐植酸ESHA Elliott Soil HA(ESHA)以及褐煤腐植酸Leonardite HA(LHA)考察了溶解性有机质(DOM)对三氯生光化学行为的影响，探讨了DOM对三氯生光降解的影响机制。结果表明，四种DOM均显著抑制三氯生的光解，其中NLHA的抑制作用最为显著。研究结果表明，NLFA，ESHA及LHA抑制三氯生的光解主要以光屏蔽作用为主。但是，NLHA除光屏蔽作用外，还存在其他影响机制。通过透析实验测试了DOM与三氯生的结合常数(logKDOC)，计算了三氯生的形态分布。结果表明，在NLFA，ESHA及LHA存在时，三氯生主要以游离态为主，而NLHA存在时，16.6％的三氯生以结合态存在。通过动/静态淬灭计算分析表明，除光屏蔽作用以外，NLHA可能通过动态淬灭抑制三氯生的光解。

目录

声明

摘要

引言

1 三氯生的环境转化行为的研究进展及选题依据

1．1 三氯生及其环境归趋与毒理学效应

1．1．1 PPCPs的环境来源及毒理学效应

1．1．2 三氯生的来源及环境水平

1．1．3 三氯生的毒理学效应

1．1．4 三氯生的环境转化途径

1．2 环境中的溶解性物质

1．2．1 溶解性物质

1．2．2 金属离子及无机阴离子对有机污染物光解的影响

1．2．3 溶解性有机质对有机污染物光解的影响综述

1．2．4 表面活性剂对有机污染光解的影响综述

1．3 选题依据、研究内容及技术路线

1．3．1 选题依据

1．3．2 研究内容

1．3．3 技术路线

2 表面活性剂对三氯生光解的影响机制

2．1 材料与方法

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验方法

2．1．3 计算方法

2．2 结果与讨论

2．2．1 不同表面活性剂对三氯生光解的影响

2．2．2 pH值以及表面活性剂浓度的影响

2．2．3 自然水体下表面活性剂对三氯生光解的影响

2．2．4 量子产率计算

2．2．5 pKa测定

2．2．6 金属离子对三氯生光解的影响

2．2．7 CTAB对三氯生光解产物2，8-DCDD产量的影响

2．3 小结

3 水中溶解性有机质对三氯生光解的影响

3．1 材料与方法

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验方法

3．2 结果与讨论

3．2．1 四种DOM对三氯生光解的影响

3．2．2 光屏蔽系数的校正

3．2．3 光屏蔽作用的贡献

3．2．4 游离态三氯生的计算及动／静态淬灭的判断

3．2．5 DOM对三氯生光解产物2，8-DCDD产量的影响

3．3 小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢