表面活性劑和環(huán)糊精溶液中多氯聯(lián)苯（PCBs）的光降解研究.pdf

1、多氯聯(lián)苯(PCBs)是一類廣泛分布的環(huán)境污染物，其理化性質(zhì)穩(wěn)定，且抗生物降解，但它可以被紫外光所降解。本文在較全面地綜述了國(guó)內(nèi)外有關(guān)PCBs光降解的研究概況的基礎(chǔ)上，研究了PCBs在表面活性劑溶液和環(huán)糊精溶液中的紫外光降解情況，分析了PCBs的光降解途徑和降解動(dòng)力學(xué)，建立了PCBs在表面活性劑溶液中的光降解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。本文還采用表面活性劑和環(huán)糊精溶液對(duì)受PCBs污染的天然上壤進(jìn)行了清洗，并對(duì)沈脫液的紫外光降解情況進(jìn)行了研究。最后論文

2、還從量子化學(xué)的角度對(duì)PCBs的光降解行為進(jìn)行了理論上的分析。 通過(guò)PCBs在表面活性劑溶液中的光降解實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，PCBs在表面活性劑溶液中的光降解反應(yīng)與其在水溶液中的光降解反應(yīng)相比得到了強(qiáng)化，且在陰離子表面活性劑溶液中的光降解反應(yīng)速率和量子產(chǎn)率均略高于非離子表面活性劑溶液中。表面活性劑溶液中PCBs初始濃度影響其光降解反應(yīng)速度，濃度較低時(shí)光解反應(yīng)速度較快，量子產(chǎn)率較高，且光化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)(y)與PCBs初始濃度(x)之間存在y=

3、axb的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)表面活性劑溶液中的溶解氧分子對(duì)光降解反應(yīng)速率的影響不大，這預(yù)示PCB在表面活性劑溶液中可能是在單線念下發(fā)生C-Cl鍵斷裂而直接導(dǎo)致光解脫氯，對(duì)此仍需進(jìn)一步的研究來(lái)確認(rèn)。實(shí)驗(yàn)還建立了表面活性劑溶液中PCBs光降解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，模型的模擬曲線與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能較好地吻合。 多氯聯(lián)苯在羥丙基-β-環(huán)糊精(HPCD)溶液中可有效地為紫外光所分解，通過(guò)對(duì)各個(gè)時(shí)段光解試樣的紫外-可見(jiàn)吸收光譜的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)隨光解時(shí)間的增加其

4、吸收光譜中的K波段逐漸發(fā)生紅移。利用氣相色譜、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)試樣做進(jìn)一步檢測(cè)確定光解產(chǎn)物為含氯量較少的多氯聯(lián)苯，并且反應(yīng)物與其產(chǎn)物之間存在很好的質(zhì)量平衡關(guān)系。此結(jié)果表明在HPCD溶液中從鄰位氯原子開(kāi)始的逐步脫氯反應(yīng)為所試PCBs的主要光解途徑。PCBs在HPCD溶液中的光降解反應(yīng)為假一級(jí)反應(yīng)，試驗(yàn)測(cè)得2,2'，4,4'CB和2,4,4'ICB的光降解反應(yīng)速率常數(shù)和量子產(chǎn)率分別為：0.00816s-1和0.0183、0.00911

5、s-1和0.0124。由于環(huán)糊精為天然化合物，環(huán)境毒性很低，所以在環(huán)境修復(fù)中仍具有良好的應(yīng)用價(jià)值。 利用表面活性劑和環(huán)糊精溶液可以有效地將受污染土壤中的PCBs洗脫出來(lái)。當(dāng)以陰離子表面活性劑十二：烷基硫酸鈉(SDS)作為清洗劑時(shí)，SDS濃度為10g/L，清洗液容量(mL)與土壤質(zhì)量(g)比為20:1時(shí)的清洗效果較好。但是以HPCD作為清洗劑時(shí)，難以找劍最佳的HPCD濃度和清洗液容量，隨管HPCD濃度和清洗液容量的升高PCBs的洗

6、脫量增加。采用SDS和HPCD溶液清洗受污染土壤的過(guò)程均可在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡。試驗(yàn)還對(duì)SDS、Brii35和HPCD三種洗脫液進(jìn)行了紫外光降解，其中的PCBs可被有效地降解，且濁度較高、溶液中的顆粒粒徑較大時(shí)對(duì)沈脫液的光解反應(yīng)速度影響較大，pH值對(duì)洗脫液的光解反應(yīng)速度影響較小。 最后，論文還利用量子化學(xué)軟件探討了PCBs分子的雙面夾角、生成熱、前線軌道能量和總能量與其光降解性質(zhì)之間的關(guān)系，并采用半經(jīng)驗(yàn)方法(PM6)逐步分析了