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水环境因子对腐植酸与蒽之间作用的影响

郑昕  
【摘要】:水环境因子对环境中大量存在的腐植酸的结构及腐植酸与多环芳烃的结合产生重要影响。其中,金属离子、表面活性剂两种因子影响较大,受到广泛关注。本研究选出几种典型的金属离子(Al3+、Cu2+、Zn2+)与表面活性剂(SDS、SDBS、Brij-35),通过测量Zeta电位、胶体粒径、荧光光谱考察了各个浓度的金属离子或表面活性剂作用前后腐植酸结构的变化,用荧光猝灭法测量并计算出各种金属离子或表面活性剂作用下腐植酸与多环芳烃的结合常数,并对以上数据做综合分析,得出腐植酸结构变化与结合常数变化之间的联系。 几种金属离子对腐植酸结构变化与结合常数的影响随着金属离子的浓度增加均可分为三个阶段。 (1)当金属离子的浓度较小时,金属离子与腐植酸分子上带负电的官能团发生螯合配位反应,使腐植酸分子表面电性中和,分子间斥力减小,分子卷曲。表现为Zeta电位升高,胶体粒径减小。腐植酸结构的这一变化降低了多环芳烃与腐植酸分子上的疏水区域接触的机会,结合常数减小。 (2)当金属离子的浓度继续增大,金属离子使得腐植酸分子间发生共聚络和反应,分子间相互凝聚,表现为Zeta电位变化较小,胶体粒径急剧增大。腐植酸分子间形成的聚合物为多环芳烃提供了更多的疏水孔洞,有利于多环芳烃与腐植酸的结合,结合常数增大。 (3)金属离子的浓度达到一定程度,腐植酸分子间形成了坚硬的球状聚合物,随着金属离子的浓度继续增大,腐植酸分子的结构不再改变;多环芳烃与腐植酸的结合常数不变。 另外,综合比较分析发现:各金属离子对腐植酸的络合能力有以下差别Al3+Cu2+Zn2+ 表面活性剂的影响同样分为三个阶段,为区别于金属离子的三阶段模型,称之为新三阶段模型。 (1)当表面活性剂的浓度较小时,表面活性剂的极性头基(带负电)与腐植酸分子上的官能团之间形成氢键,表现为Zeta电位降低,胶体粒径增大;这样使得腐植酸分子表面形成更多的疏水孔洞,利于腐植酸与多环芳烃的结合,结合常数增大。 (2)当表面活性剂的浓度浓度继续增大,腐植酸分子上结合的表面活性剂越来越多,腐植酸分子变得越来越密实,疏水孔洞变小;这一变化阻碍了腐植酸与多环芳烃的结合,随着表面活性剂浓度的增大,结合常数减小。 (3)当表面活性剂的浓度达到一定程度,由于腐植酸分子上可以与表面活性剂结合的位置有限,已达饱和,随着表面活性剂浓度的增大,腐植酸分子上的疏水孔洞不再减小;同时结合常数不变。


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