薄膜扩散梯度技术对水体中不同形态Cu(II)的测量

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)2Cu(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)=3.389,ucm2·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pH7.5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pH5.5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pH5.5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。

目录

文摘

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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

3.1 PSS和PAAS与Cu2+的条件稳定常数的测定

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