納米材料對有機(jī)污染物的吸附及其對生物富集的影響研究.pdf

1、本論文系統(tǒng)研究了不同分子量的溶解性有機(jī)質(zhì)(DOM)以及DOM與單壁碳納米管(S CNT)作用不同時(shí)問對SCNT吸附菲的影響;納米二氧化鈦(TiO2 NPs)和納米氧化硅(SiO2 NPs)對β-阻斷劑的吸附，并討論了pH、鹽度和DOM對吸附的影響;TiO2 NPs和SiO2 NPs對β-阻斷劑在魚體內(nèi)生物富集的影響。主要研究結(jié)果包括:
　　 (1) SCNT對DOM的吸附主要是表面吸附和微孔阻塞的過程，DOM會(huì)通過與菲競爭吸附點(diǎn)

2、位而抑制菲的吸附。將DOM與碳納米管的相互作用時(shí)間從2d延長到20d，會(huì)減輕DOM對碳納米管吸附菲的抑制程度（logKF變大，n變小），這主要是因?yàn)殡S著時(shí)問的延長，DOM分子能從SCNT的外表面進(jìn)入SCNT內(nèi)部的孔道，使SCNT表面的吸附點(diǎn)位重新暴露出來，從而可以被菲分子占據(jù)。
　　 (2) DOM的化學(xué)組成和立體構(gòu)象會(huì)對其與SCNT之間的相互作用產(chǎn)生影響，分子量大的DOM＞14000與SCNT之間的相互作用強(qiáng)于DOM1000-

3、14000和DOM＜1000與SCNT之間的相互作用，DOM的分子量越大，芳香性越強(qiáng)，殘留在溶液中的DOM與菲的結(jié)合能力越強(qiáng)，進(jìn)一步抑制了菲向碳納米管的分配。這都導(dǎo)致了DOM＞14000對菲吸附的抑制作用強(qiáng)于DOM1000-14000和DOM＜1000。
　　 (3)納米氧化物對于兩種β-阻斷劑有較強(qiáng)吸附，吸附系數(shù)logKF在2.11到4.47之間，吸附受到納米氧化物結(jié)構(gòu)與目標(biāo)化合物性質(zhì)的影響。由于P-SiO2 NPs表面存在硅

4、烷偶聯(lián)劑，會(huì)改變納米P-SiO2 NPs的性質(zhì)，所以對其進(jìn)行煅燒處理，獲得600P-SiO2 NPs，后者的吸附能力強(qiáng)于P-SiO2 NPs，主要是因?yàn)?00P-SiO2 NPs具有更負(fù)的ZETA電位，有利于對以陽離子存在的β-阻斷劑的吸附;另外硅烷偶聯(lián)劑可能占據(jù)吸附劑表面的吸附點(diǎn)位并降低內(nèi)部微孔的可及性。美托洛爾的極性強(qiáng)于普洛奈爾、更多的分子在實(shí)驗(yàn)條件下以陽離子形式存在，與帶負(fù)電的納米氧化物表面產(chǎn)生陽離子交換的靜電作用;而且美托洛爾分

5、子較小，更容易進(jìn)入納米氧化物顆粒的微孔及介孔中，使600P-SiO2 NPs和P-SiO2 NPs對美托洛爾的吸附能力強(qiáng)于普萘洛爾。R-TiO2 NPs缺少內(nèi)部微孔并具有較小的負(fù)電荷，比600P-SiO2 NPs的吸附能力弱。R-TiO2 NPs對普萘洛爾的吸附能力強(qiáng)于美托洛爾，主要是因?yàn)槠蛰谅鍫柧哂休^強(qiáng)的憎水驅(qū)動(dòng)力。
　　 (4) pH可同時(shí)改變吸附劑和吸附質(zhì)的帶電荷情況，隨著pH的增加，美托洛爾和普萘洛爾在三種吸附劑上的吸附

6、都呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢。鹽度增加會(huì)抑制三種納米無機(jī)氧化物對美托洛爾和普萘洛爾的吸附，主要是由于競爭作用;另外，鹽度增加會(huì)改變吸附劑的團(tuán)聚形態(tài)，促進(jìn)吸附劑顆粒的團(tuán)聚，降低了吸附點(diǎn)位的可及性，從而抑制吸附。DOM的存在抑制600P-SiO2 NPs對兩種β-阻斷劑的吸附，并且這種抑制作用隨著β-阻斷劑濃度的增加而減弱，DOM可增加兩種β-阻斷劑的溶解度并競爭吸附劑的吸附點(diǎn)位;另外，DOM可阻塞600P-SiO2 NPs的微孔，降低吸附。D

7、OM的存在促進(jìn)R-TiO2 NPs對兩種β-阻斷劑的吸附，主要是因?yàn)橐环矫鍰OM與吸附劑相互作用，能增加吸附劑表面的有機(jī)質(zhì)含量從而增加其疏水性，導(dǎo)致兩種β-阻斷劑的吸附增強(qiáng)，另一方面R-TiO2NPs在DOM存在下會(huì)更加分散，產(chǎn)生更多的可利用的表面積，于是產(chǎn)生更多有利于化合物的吸附點(diǎn)位。
　　 (5)納米氧化物可穿透生物膜進(jìn)入到生物體中，并通過吸附載帶作用，增加污染物的生物有效性。由于600P-SiO2 NPs對美托洛爾的吸附能