冰相中六种典型多环芳烃的融化分配规律研究

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ren198525
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现在有机污染物在全球的环境中普遍存在。原来在中低纬度人类活动地区释放的很多有机污染物,现在在高纬度冰雪地带被发现,冰雪加剧了这些有机污染物在高纬度地区的积累。冰雪季节性融化时短时间内大量的有机污染物进入各环境介质中,对于冰雪融化时有机物在冰、水两相中的分流传输规律和对其周围的生态环境的影响,人们还不够了解。到目前为止,人们关于有机污染物在固态冰相中分布和释放规律的研究中,对于多环芳烃类的研究还很少。对于这方面的研究有助于我们更好的了解实际当中多环芳烃在冰相中的分布情况,从而能推断在冰的形成过程中,多环芳烃是怎么进入冰相中;对于冰相中多环芳烃在两相中的分配以及释放情况的研究,对推断其对生态环境影响有很重要的意义,也可以通过对比不同的多环芳烃进一步验证各自性质的不同以及对生态环境影响不同。多环芳烃中的三组同分异构体:菲,蒽,荧蒽,芘,苯并(a)蒽,屈,作为低相对分子质量2-3环的多环芳烃,对生物有着明显的毒性。存在于冰相中的这三组同分异构体随着时间、温度的变化有着不同的变化。研究这些有机污染物在冰相与其它相之间的分配情况,对于我们预测有机污染物的污染状况有很大的作用。本论文重点研究了不同条件下这三组同分异构体在冰相中的分布,在水-冰两相间的分配系数以及释放规律。具体研究表明:(1)六种多环芳烃在不同浓度体系的分布规律基本上是一致的,即冰相的内部六种多环芳烃的含量较高,而外部的含量最低;不同浓度体系(1.0μg/L,10μg/L,50μg/L)对于这六种多环芳烃在冰相中的分布没有影响。在这三对同分异构体中,物质菲更倾向存在于冰相外部,蒽,苯并(a)蒽,屈在整个冰相中从最内层到最外层的变化趋势都很明显,而荧蒽,芘由外层向内层的含量递增。温度因素对于六种多环芳烃在冰相中的内外分布的影响是:随着温度的降低,一开始最内层的这六种多环芳烃的量增加趋势很明显。而当温度降低到一定程度后,具体在本实验中在-20℃环境下最内层的这六种多环芳烃的量增加趋势减慢甚至出现减少的情况,并且这三对同分异构体各自之间,受温度变化的影响,其变化趋势各自也有差别。(2)六种多环芳烃在水—冰两相间的分配系数:其中菲的水—冰两相间的分配系数KW/S在1.03—1.17之间,蒽的水—冰两相间的分配系数KW/S在0.75—0.86之间,荧蒽的水—冰两相间的分配系数KW/S在0.95—1.09之间,芘的水—冰两相间的分配系数KW/S在0.72—0.95之间,苯并(a)蒽的水—冰两相间的分配系数KW/S在0.81—0.93之间,最后,屈的水—冰两相间的分配系数KW/S在0.69—0.79之间。另外,温度在5℃—25℃之间,六种多环芳烃具有一定的温度依附性。并且在这六种多环芳烃中,总的随着环数的增加,KW/S温度依附性依次减弱。经过分析得出环境温度通过在冰块中的传递热量影响了PAHs在两相之间的分配系数。这种影响对菲、蒽和荧蒽尤为明显。(3)冰相的整个融化过程中,菲相对于其他几种物质来说,在最初的融化释放中,较多的菲被迅速释放出来。而在初期的释放过程中,蒽的释放量很低,随着进一步的释放过程,蒽的释放量逐渐增加,在最初的释放过程中,苯并(a)蒽,屈的释放趋势与蒽的释放趋势相近,释放量所占的百分比都很低。而整个过程中,苯并(a)蒽,屈在经过了一段释放量较低而趋势较平坦的过程后,后期的释放峰值增加量很大。荧蒽和芘这对同分异构体在初期的释放过程中与菲有相似之处,而峰值较之很低,对于六种多环芳烃各自之间在不同浓度情况下,随冰块融化时的释放的测定,这六种多环芳烃的释放趋势大致不变。当浓度的增大趋势变大时,六种物质从冰相中的释放量包括释放的峰值会随之变化很大。在温度差别很大的两种条件下,六种多环芳烃在冰块融化初期,高温度的情况下释放量较低温度时释放量有一定的增加。随着时间的增加,在冰块融化的整个过程中,六种多环芳烃中的大部分在高温度的环境下释放的过程中峰值较低温度的情况下提前出现并且峰值有所增多。这种现象在菲和芘的释放过程尤为明显。最高峰值出现的时间大大缩短。
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