亞甲基藍(lán)染料在海水中的光化學(xué)降解研究.pdf

1、海洋有機(jī)光化學(xué)是海洋化學(xué)的重要分支，與其他海洋學(xué)科如海洋環(huán)境、海洋地質(zhì)、海洋生物等密切相關(guān)，在整個(gè)海洋學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)具有重要的地位。對(duì)海洋有機(jī)光化學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究有助于進(jìn)一步了解海洋中有機(jī)物的遷移變化規(guī)律。 隨著染料與印染工業(yè)的發(fā)展，染料生產(chǎn)廢水己成為當(dāng)前最主要的水體污染源之一。光化學(xué)降解是染料在環(huán)境中分解、轉(zhuǎn)化的重要途徑之一。人們對(duì)光化學(xué)降解的機(jī)理，影響因素等作了大量研究。但是，染料在天然水體中的光降解情況還研究較少。因此，

2、研究染料在海水中的光化學(xué)降解及其環(huán)境效應(yīng)具有非常重要的意義。 本論文在已有科學(xué)研究的基礎(chǔ)上，采用實(shí)驗(yàn)室模擬的方法，以一種代表性染料亞甲基藍(lán)為研究對(duì)象，探討了其在水環(huán)境中的光化學(xué)降解行為及對(duì)藻類的毒性作用，具體結(jié)果如下： 1.動(dòng)力學(xué)研究 大部分光降解反應(yīng)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)行為。根據(jù)一級(jí)反應(yīng)原理，可以計(jì)算出反應(yīng)速率常數(shù)(k)。實(shí)驗(yàn)中，k值在不同的體系中變化范圍為0.0053～0.0452 min-1。 2.反應(yīng)影

3、響因素 實(shí)驗(yàn)中的許多因素都能夠影響亞甲基藍(lán)在水體中的光降解反應(yīng)，具體作用如下： a.照射光源：亞甲基藍(lán)水溶液在黑暗條件下不發(fā)生光降解反應(yīng)，天然日光下光降解反應(yīng)不明顯。而高壓汞燈光源能夠有效地激發(fā)光反應(yīng)的發(fā)生，使反應(yīng)速率大為提高。 b.光照強(qiáng)度：亞甲基藍(lán)在500 W高壓汞燈照射下的光解速率明顯快于其在300 W高壓汞燈照射下的光解速率，即光照強(qiáng)度越大，亞甲基藍(lán)降解得越快。 c.氧氣：亞甲基藍(lán)在無(wú)氧條件

4、下幾乎不降解，在有氧條件下能夠發(fā)生降解。實(shí)驗(yàn)有力地印證了“氧氣是光降解反應(yīng)必不可少的條件”的結(jié)論。 d.鹽度：1mg/L亞甲基藍(lán)在三種不同介質(zhì)中降解速率依次為為去離子水>人工海水>天然海水，鹽度對(duì)光降解起抑制作用；5mg/L亞甲基藍(lán)降解速率依次為人工海水>去離子水>天然海水，鹽度對(duì)光降解起促進(jìn)作用。 E.重金屬離子：四種重金屬離子Cu2+、2n2+、Cd2+、Hg2+對(duì)亞甲基藍(lán)降解速率影響不盡相同。Cu2+、2n2+

5、的濃度越小，影響越明顯；而Cd2+、Hg2+對(duì)光降解的影響與其濃度無(wú)關(guān)。人工海水中金屬離子的影響更為明顯。 f.腐殖酸：腐殖酸對(duì)光降解反應(yīng)起抑制作用，它可能是造成亞甲基藍(lán)在天然海水中降解較慢的重要原因。 g.丙酮：丙酮對(duì)光降解反應(yīng)起促進(jìn)作用，反應(yīng)符合零級(jí)動(dòng)力學(xué)。丙酮濃度越大，影響越明顯。 h.藻類：三種藻類對(duì)亞甲基藍(lán)的光降解有促進(jìn)作用。其中，亞心型扁藻的影響最為明顯，以亞甲基藍(lán)在無(wú)藻條件下的降解速率為1.0

6、0，該藻使反應(yīng)最大相對(duì)速率達(dá)到2.42。 3.毒性實(shí)驗(yàn) (1)急性毒性：實(shí)驗(yàn)用中肋骨條藻、赤潮異灣藻、亞心型扁藻、三角褐指藻做了亞甲基藍(lán)降解前后的急性毒性實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了光降解能直接導(dǎo)致亞甲基藍(lán)毒性的降低。 (2)慢性毒性：對(duì)四種藻類做生長(zhǎng)曲線發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)光降解，亞甲基藍(lán)的慢性毒性降低，以低密度藻種中肋骨條藻最為明顯。 總之，本論文以亞甲基藍(lán)作為研究對(duì)象，較系統(tǒng)地研究了光反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和海水中的諸多影響因素，同時(shí)，