水環(huán)境中重金屬的新型被動采樣監(jiān)測技術(shù)研究.pdf

1、被動采樣技術(shù)(Passive Sampling)通過連續(xù)采集某段時間內(nèi)環(huán)境介質(zhì)中的污染物來客觀地反映一定時間內(nèi)污染物在環(huán)境中的存在情況，是一種有效的環(huán)境監(jiān)測方法。重金屬類污染物由于在水體中分布廣泛且具有較大的毒性，其監(jiān)測工作尤為重要。目前，針對水體中重金屬污染的被動采樣技術(shù)較為單一，采樣器接收相材料有待進(jìn)一步拓展。
　　 本研究合成了一系列殼聚糖-二氧化硅凝膠，并以重金屬汞(Hg)為目標(biāo)污染物，對其在凝膠顆粒上的吸附動力學(xué)，以及

2、pH、固水比、共存離子和殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響進(jìn)行了研究。研究表明：(1)Hg在殼聚糖凝膠顆粒上的吸附交換量在30 min左右接近飽和吸附量的95％左右，之后隨著時間的增加吸附速率逐漸減小，當(dāng)吸附3h時基本達(dá)到吸附平衡。(2)汞、鎘離子共存時，殼聚糖凝膠顆粒對汞吸附量明顯降低，當(dāng)鎘離子(Cd2+)的初始摩爾濃為0.1 mol/L時，吸附平衡時凝膠中Hg的吸附量降低67％。鈣離子(Ca2+)的加入對Hg的吸附也存在抑制作用，說明共存離子對H

3、g在凝膠中的富集存在競爭作用。(3)溶液pH和凝膠中殼聚糖含量對于Hg的富集也有顯著影響。pH為5時最有利于Hg在凝膠顆粒上的吸附；在殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)<2％時，殼聚糖的含量增加會顯著提高Hg的富集量，而當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)升高到5％時，殼聚糖含量的增加并不導(dǎo)致Hg富集濃度的增強(qiáng)。
　　 在篩選出適合的殼聚糖凝膠基礎(chǔ)上，構(gòu)建了殼聚糖凝膠被動采樣裝置，并在實驗室微宇宙體系中對Hg的被動采樣動力學(xué)，以及含鈣凝膠的礦化對被動采樣的影響作用進(jìn)行了

4、系統(tǒng)研究。研究發(fā)現(xiàn)：無礦化過程時，在含鈣殼聚糖凝膠被動采樣裝置，Hg在12h時達(dá)到平衡富集量的95％，而在24 h以后富集則達(dá)到平衡；但對于在Na2CO3溶液中預(yù)先礦化48 h的含鈣殼聚糖凝膠，其對Hg的富集能力基本喪失，表明含鈣的殼聚糖凝膠引導(dǎo)的礦化行為，可以抑制凝膠對Hg的富集。
　　 根據(jù)含鈣殼聚糖凝膠礦化過程對Hg富集的影響，初步設(shè)計出一種以不含鈣凝膠為接受相、以含鈣凝膠為控制相的，具有時間控制效果的兩段式凝膠被動采樣裝

5、置，分別在3種實驗條件下(先礦化后吸附，先吸附后礦化和礦化吸附同時進(jìn)行)的實驗結(jié)果表明：(1)先將采樣裝置礦化48 h后再進(jìn)行吸附實驗時，接受相的吸附能力都發(fā)生降低的現(xiàn)象，說明礦化作用可以使殼聚糖凝膠的吸附能力降低甚至喪失。(2)被動采樣裝置先吸附48 h，而后加入礦化液進(jìn)行礦化，接受相凝膠中的Hg離子濃度幾乎不發(fā)生改變，說明控制相的含鈣凝膠完全礦化之后，可以中止接受相對Hg的富集或釋放。(3)在礦化與Hg富集同時進(jìn)行時，在實驗的前12