富里酸與紫外線

指導(dǎo)老師：孫孝龍（副教授）

評閱老師：武淑文（副教授）答辯人：李振乾學(xué)號：20120752014紫外線照射強(qiáng)度和時(shí)間對滇池富里酸光解的影響1西南林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院樹木樹人至真至善1.前言2.實(shí)驗(yàn)材料及方法3.結(jié)果與分析4.結(jié)論與建議目錄2滇池對昆明市乃至全省社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。由于城市規(guī)模擴(kuò)大，城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人口不斷增長，排污量的增加，加上滇池自然演替已進(jìn)入衰老期等原因，滇池的水質(zhì)在不斷惡化，成為全國污染最嚴(yán)重的湖泊之一。1.1研究背景3前言主要模擬在不同紫外線強(qiáng)度和時(shí)間下滇池富里酸的光解過程，探討滇池富里酸的光解反應(yīng)。1.2研究內(nèi)容4前言了解富里酸在高原湖泊水體中的降解機(jī)理，探討高原湖泊水體修復(fù)機(jī)理和發(fā)展修復(fù)技術(shù)，將有助于研究其對重金屬及有毒有害難降解物質(zhì)在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化、遷移及歸宿的影響，為重金屬離子的有效治理提供基礎(chǔ)規(guī)律，對水處理工藝的進(jìn)一步改進(jìn)也有非常重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。1.3研究的目的與意義5前言富里酸(FA，又稱黃腐酸，既溶于酸又溶于堿)一種天然有機(jī)高分子化合物，是腐殖質(zhì)的主要組成部分。擁有融合分子的特性。組成復(fù)雜，存在氨基、羥基、醌基、羰基和甲氧基等多種基團(tuán)，能夠?qū)λw中各種有機(jī)污染物和重金屬的遷移轉(zhuǎn)化進(jìn)行影響和控制1.4富里酸的特點(diǎn)及概述6前言國內(nèi)外學(xué)者研究認(rèn)為：1.在工業(yè)，醫(yī)學(xué)和藥學(xué)，富里酸被認(rèn)為是有價(jià)值的化學(xué)品的潛在來源，他們也被認(rèn)為可以作為表面活性劑和石油開采時(shí)的鉆井液。2.在地表生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物過程中都起著十分重要的作用；它與生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)重要環(huán)節(jié)密切相關(guān)，是生態(tài)系統(tǒng)中能量與物質(zhì)循環(huán)的重要用途，是異養(yǎng)型微生物所需能源的主要提供者，是各種水體物理化學(xué)條件，光合作用和二氧化碳、水氣交換等的重要影響因素。1.5相關(guān)研究現(xiàn)狀7前言1.實(shí)驗(yàn)材料2.實(shí)驗(yàn)所需溶液的配制3.實(shí)驗(yàn)方法二、實(shí)驗(yàn)材料及方法8藥品：滇池底泥、氫氧化鈉、高氯酸鈉、1：1HCl、NaOH、蒸餾水XAD-8型樹脂、1：1乙醇、1mol/L氨水、高氯酸鈉、高氯酸、氫型陽離子交換樹脂。

實(shí)驗(yàn)材料9主要儀器：LHZ-111型落地式恒溫振蕩器、UV2600紫外-可見分光光度計(jì)、VarioTOCAPSA-370測試儀、紫外線強(qiáng)度計(jì)、冷凍干燥機(jī)、光化學(xué)反應(yīng)箱等。10滇池富里酸溶液的配制高氯酸鈉一水合物溶液的配制氫氧化鈉溶液的配制高氯酸的配制實(shí)驗(yàn)所需溶液的配制111.滇池底泥的采集。2.滇池底泥中富里酸的提取與純化。3.對滇池富里酸在光化學(xué)反應(yīng)箱照射，測定照射前后滇池富里酸溶液TOC、吸光度的變化。實(shí)驗(yàn)方法12底泥取自于滇池底泥生態(tài)清淤項(xiàng)目初沉池。滇池底泥的采集13滇池底泥中富里酸的提取與純化14稱取過80目篩子的底泥100g,放于1000ml磨口錐形瓶中加0.1mol/LNaOH體積比為1：1充分搖勻。室溫靜置24小時(shí)，離心，棄去下層沉淀物用濾紙過濾所得上清液。所得濾液用1：1HCl調(diào)PH=1-2，靜置24h將所提取的FA溶液通過XAD-8型樹脂，棄去流出液用去離子水淋洗樹脂柱一次，用1：1乙醇和1mol/L氨水洗脫洗脫液于3000rpm轉(zhuǎn)速下離心15min，棄去下層沉淀通過氫型陽離子交換樹脂冷凍干燥所得的上層清液洗脫液，研細(xì)后即得FA成品15(1)取27支試管依次加入3ml(0.1mol/L的高氯酸鈉)+3ml(50mg/L滇池FA)+24ml（超純水）。(2)調(diào)節(jié)pH值為5

。(3)分別調(diào)紫外線強(qiáng)度為20uw/cm2、500uw/cm2、1000uw/cm2各自照射0、1、2、3、4、5、6、7、8小時(shí)，依次貼上標(biāo)簽待測。(4)分別測定（3）中待測液的TOC、紫外分光吸光度。16對滇池富里酸TOC、紫外分光光度的測定方法1.不同強(qiáng)度的紫外線下照射相同時(shí)間TOC含量變化規(guī)律及分析2.相同強(qiáng)度的紫外線下照射不同時(shí)間TOC含量變化規(guī)律及分析3.不同強(qiáng)度的紫外線下照射相同時(shí)間滇池富里酸溶液吸光度的分析4.相同強(qiáng)度的紫外線下照射不同時(shí)間滇池富里酸溶液吸光度的分析三、結(jié)果分析17紫外線強(qiáng)度20uw/cm2500uw/cm21000uw/cm21hTOC值6.2855.8095.0224hTOC值6.0425.3544.2128hTOC值5.824.4753.545不同強(qiáng)度的紫外線下照射相同時(shí)間TOC含量變化規(guī)律及分析18隨著紫外線強(qiáng)度的增加，滇池富里酸溶液中TOC的濃度逐漸遞減，說明隨著紫外線強(qiáng)度的增加，滇池富里酸溶液分解加快在紫外線強(qiáng)度20uw/cm2

下，隨著照射時(shí)間的增加，TOC呈現(xiàn)下降趨勢不是很明顯，說明在夜晚或陰天滇池富里酸的分解很小。在相同紫外線強(qiáng)度下隨著紫外線照射時(shí)間的增加，滇池富里酸溶液中TOC值呈現(xiàn)下降趨勢，說明隨著照射時(shí)間的增加，滇池富里酸溶液分解加快。

相同強(qiáng)度的紫外線下照射不同時(shí)間TOC含量變化規(guī)律及分析19

不同強(qiáng)度的紫外線下照射相同時(shí)間滇池富里酸溶液吸光度的分析可觀察到的唯一現(xiàn)象是隨著紫外線強(qiáng)度的增大，吸光度在所有波長范圍內(nèi)連續(xù)、單調(diào)遞減。2021對比紫外示差光譜圖可知，滇池富里酸溶液中存在著至少兩個(gè)具有明顯吸收峰的質(zhì)子化活化發(fā)色基團(tuán)，隨著紫外線強(qiáng)度的增加使得滇池富里酸光解速率加快。以20強(qiáng)度為參考，示差分析相同強(qiáng)度的紫外線下照射不同時(shí)間滇池富里酸溶液吸光度的分析顯示了吸收光譜的無峰值形狀特征。對原吸收光譜進(jìn)行分析，可觀察到的唯一現(xiàn)象是隨著照射時(shí)間的增加，吸光度在所有波長范圍內(nèi)連續(xù)、單調(diào)減小。2220uw/cm2照射下23該現(xiàn)象表明，滇池富里酸溶液中存在著至少兩個(gè)具有明顯吸收峰的質(zhì)子化活化發(fā)色基團(tuán)。20uw/cm2示差以0小時(shí)為參考，示差分析1.結(jié)論2.建議四、結(jié)論與建議24

（1）在同一紫外線強(qiáng)度下照射不同時(shí)間，滇池富里酸光解速度隨著照射時(shí)間的增大而加快。（2）在不同紫外線強(qiáng)度下照射相同時(shí)間，滇池富里酸光解速度隨著紫外線強(qiáng)度的增大而加快。

結(jié)論25本實(shí)驗(yàn)中所用滇池富里酸是自己提取，應(yīng)該再增加檢驗(yàn)滇池富里酸是否純正的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中對樣品溫度的控制不夠嚴(yán)格，不能排除溫度對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。應(yīng)該增加對溫度這一變量的研究。實(shí)驗(yàn)中，滇池富里酸在紫外線照射過程中完全光解的的平衡時(shí)間并不確定