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《大连工业大学》 2012年
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不同形态沉积物有机质对粪固醇吸附作用的研究

黄碧彤  
【摘要】:粪固醇是一类环戊烷多氢菲结构的化合物,具疏水亲脂性。近年来,由于大量工业废水以及生活污水排放入海,给近岸海水的生态环境造成严重的污染,其中粪便污染不容忽视,对环境和人类健康存在潜威胁。粪固醇物质可作为生物标志物,它的含量及其比值(指纹值)能够指示沉积物及水体的粪便污染程度和来源,有着显著的环境意义。 沉积物有机质含多种活性官能团,是环境中有机物的重要吸附剂。且其本身存在着高度的异质性,因此其对疏水性有机污染物在环境中的迁移、转化、生物有效性及最终的环境归属起着十分重要的调控作用。水体中的粪固醇较易被悬浮颗粒有机物吸附而沉降,致使沉积物有机质中比水体中富集了更多的粪固醇,而吸附作为重要的分配过程之一,对粪固醇的环境行为有着显著的影响。 本论文作为国家自然科学基金项目(40876056)“近岸表层沉积物有机质对粪固醇的吸附及其影响因素的研究”研究内容的一部分。本文将沉积物有机质通过化学方法进行分组,分离出粗胡敏素及胡敏酸,且通过傅里叶红外光谱分析其结构性质。实验过程采用批量平衡法模拟环境中粪固醇的迁移转化。探讨了粪固醇在粗胡敏素和胡敏酸上的吸附动力学、热力学以及吸附机理,且考察了水体环境中温度、盐度、pH因素对吸附行为的影响,研究了粪固醇比值在各环境条件下的稳定性。 结果表明:粗胡敏素和胡敏酸的红外谱图解析结果来看,粗胡敏素主要功能基团有苯基、醚键、羧基、酚基等,胡敏酸主要功能基团有胺基、氢键、碳基等。可用一级吸附速率方程和二级吸附速率方程分别描述粗胡敏素和胡敏酸吸附粪固醇的规律。吸附过程是放热、熵减小的自发性反应。低温有利于吸附反应的进行,同时温度的升高增加粪固醇的溶解度、有机质中亲水性基团向水中释放等不利于反应的进行。水体盐度变大,粪固醇的吸附量增高。pH值的改变对酸碱不可溶的粗胡敏素影响不大,胡敏酸为溶于碱而不溶于酸的物质,当反应条件趋向碱性环境时,部分胡敏酸溶解而导致吸附减小。实验表明,粪醇/粪醇+加氢胆固醇,粪醇/胆固醇,粪醇/24-乙基粪醇,24-乙基粪醇/谷甾醇,菜油甾醇/胆固醇5个比值的稳定性达到了将其作为环境化学指标的要求。
【学位授予单位】:大连工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X703

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