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环糊精和表面活性剂对有机污染物的增溶及在土壤修复中的应用研究

高士祥  
【摘要】:表面活性剂和环糊精对有机污染物有良好的增溶作用,将它们用于由弱极性有机物污染的土壤和地下水的修复具有修复周期短,污染物去除率高的优点。本论文以β-环糊精和羧甲基环糊精及表面活性剂为研究对象,深入研究了它们对弱极性有机污染物的增溶作用,探讨了影响增溶作用的因素,比较了环糊精和各种表面活性剂的增溶能力。研究了环糊精和表面活性剂对土壤中有机污染物的去除作用,并对常州染化厂原址的污染土壤进行了实验室和现场修复研究。提供了修复同类污染土壤的实用方法。最后还用环境科学常用的评价生物对环糊精的毒性进行了测定。 本论文的主要研究成果概括如下: 一.用简便方法合成了β-环糊精的衍生物羧甲基环糊精。系统研究了β-环糊精和羧甲基环糊精对多环芳烃和卤代芳烃类化合物的增溶作用,探讨了影响增溶作用的因素。 (1)β-环糊精和羧甲基环糊精对弱极性有机污染物有良好的增溶作用。PAH和卤代芳烃在环糊精溶液中的表观溶解度随环糊精的浓度线性增加。增溶作用主要是由于弱极性有机物与环糊精形成包合物引起的。 (2)由于环糊精空腔的大小是固定的,有机物分子的几何形状与空腔的匹配程度是决定增溶作用大小的关键因素。分子的大小与空腔的匹配程度越好,形成的包合物越稳定,增溶作用越强。 (3)对于分子结构相似的卤代芳烃类化合物,增溶作用的大小与化合物的辛醇-水分配系数logKow呈线性关系。LogKow越大,增溶作用越强。 (4)对同一化合物羧甲基环糊精的增溶能力小于β-环糊精,可能是由于羧甲基的体积和极性比羟基大,空腔外羧甲基的存在对弱极性有机物向空腔中的扩散和分配起阻碍和排斥作用所致。 二.以十二烷基硫酸钠(SDS),十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和脂肪醇聚氧乙烯醚(LAE)作为阴离子、阳离子和非离子表面活性剂的代表,比较了不同类型表面活性剂对三氯苯的增溶作用。研究了三种类型表面活性剂和羧甲基环糊精对三氯苯增溶的联合作用。 (1)非离子表面活性剂LAE对三氯苯的增溶能力高于阴离子表面活性剂SDS和阳离子表面活性剂CTAB。主要是由于表面活性剂的胶束结构和三氯苯在胶束中的增溶方式不同造成的。


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