單寧酸與給水處理過程相關(guān)的若干化學(xué)行為研究.pdf

1、單寧(植物多酚)是許多工業(yè)的原料如制墨、印染、制革等的原料，還用來制作許多醫(yī)藥用品和食品輔助劑，因此許多工業(yè)廢水中都含有單寧。單寧在各類水體的廣泛存在，尤其在森林地區(qū)水體，其對水處理的影響不可忽視；又鑒于單寧類物質(zhì)能很好的重現(xiàn)和代替天然有機(jī)物(NOM)，再考慮到其相對明確的結(jié)構(gòu)，本文將單寧類物質(zhì)作為研究對象，通過模擬配水考察其與水處理過程中相關(guān)的化學(xué)行為。
　　單寧酸的分子量與地表水中NOM分子量基本接近，象腐植酸和富里酸一樣，單

2、寧酸的膠體穩(wěn)定性，自身的氧化、水解以及與金屬離子的絡(luò)合情況都將給給水處理工藝的混凝、沉淀、過濾、消毒等環(huán)節(jié)以及管網(wǎng)的水質(zhì)造成影響。提高飲用水水質(zhì)的核心問題是去除水中的微量有害有機(jī)污染物、減少消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生。針對這些方面，本文做了一些基礎(chǔ)性的研究。
　　對水中單寧酸的準(zhǔn)確定量是研究單寧酸對水處理影響的基礎(chǔ)。文中用紫外分光光度法、紅外光譜內(nèi)標(biāo)法和高效液相色譜法對單寧酸進(jìn)行了定量，獲得了滿意的結(jié)果。單純的高效液相色譜法對單寧酸進(jìn)行定量

3、相對于紫外分光光度法、紅外光譜內(nèi)標(biāo)法并沒有優(yōu)勢。
　　對單寧酸水溶液的穩(wěn)定性及影響因素進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：單寧酸溶液在低溫下較穩(wěn)定；單寧酸在強(qiáng)酸性條件下，由于靠近等電點(diǎn)，溶液的膠體穩(wěn)定性較差；在弱酸性條件下單寧酸的聚合作用比水解作用占優(yōu)勢，聚合分子的架橋作用導(dǎo)致了單寧酸的脫穩(wěn)作用較明顯；在強(qiáng)堿性條件下，氧化作用成為單寧酸溶液膠體穩(wěn)定性的重要因素。
　　采用高校液相色譜(HPLC)檢測到了單寧酸水溶液中有沒食子酸，證明了單寧

4、酸溶液水解現(xiàn)象的存在，而這種水解現(xiàn)象在單寧酸濃度低時較為明顯，濃度增大時，水解作用變?nèi)?，自身聚合作用增?qiáng)；單寧酸的凝膠色譜(GPC)上有三個明顯的峰，這三處峰所代表的可能是單寧酸的一些聚合物以及單寧酸部分水解和完全水解的產(chǎn)物。
　　通過紫外掃描光譜和傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜(FTIR)考察了水中金屬離子與單寧酸的絡(luò)合作用。單寧酸和金屬離子絡(luò)合后，由于分子中原子和基團(tuán)的共平面性增加，導(dǎo)致最大紫外吸收峰紅移至300nm附近，吸收強(qiáng)度也有所增

5、加。單寧酸和銅離子絡(luò)合物的FTIR光譜中，在波數(shù)1285/1270cm-1處的伸縮振動和較絡(luò)合前峰強(qiáng)的增加表明酚羥基參與了與金屬離子的絡(luò)合。研究了金屬離子絡(luò)合作用對單寧酸的鹵乙酸生成勢(HAAFP)和三鹵甲烷生成勢(THMFP)的影響。結(jié)果表明，金屬離子的加入總體上表現(xiàn)出對鹵乙酸生成的促進(jìn)和對三氯甲烷的抑制，這從另一方面說明了鹵乙酸和三鹵甲烷生成機(jī)理的不同。
　　臭氧氧化對單寧酸的HAAFP和THMFP的影響的試驗(yàn)結(jié)果表明，由于臭

6、氧分子主要會攻擊單寧酸分子的三個部位：碳碳雙鍵、芳環(huán)結(jié)構(gòu)以及絡(luò)合金屬離子的部位，臭氧氧化可以大幅度地降低單寧酸的芳香性，增加單寧酸分子結(jié)構(gòu)中吸電子基團(tuán)的含量。臭氧氧化導(dǎo)致與鹵乙酸形成有密切關(guān)系的酚羥基官能團(tuán)的降低，可能是導(dǎo)致單寧酸臭氧氧化后HAAFP減小的原因；臭氧的短時間氧化使得大量的醛和酮的生成，THMFP的增大可能與此有關(guān)。
　　絡(luò)合作用與氧化作用的順序?qū)螌幩岬腍AAFP和THMFP有顯著的影響。單寧酸在先與金屬離子絡(luò)合再