水中NO2--NO3-光化學(xué)作用及其驅(qū)動有機磷轉(zhuǎn)化的研究.pdf

1、溶解態(tài)有機磷廣泛存在于自然水體之中，其通過生物礦化和化學(xué)分解轉(zhuǎn)化為無機磷是造成水體富營養(yǎng)化的直接因素之一。而水體中存在的硝酸鹽和亞硝酸鹽(NO3-/NO2-)，其光化學(xué)活性對水體中有機物的形態(tài)轉(zhuǎn)化具有重要影響。本研究以硝酸根光化學(xué)活性為基點，首先研究其對水體中苯酚的降解動力學(xué)過程，在明確反應(yīng)機理的基礎(chǔ)上，又進一步研究了硝酸根光化學(xué)活性對水體中有機磷形態(tài)轉(zhuǎn)化過程的影響。本研究將有助于系統(tǒng)認(rèn)識湖泊水體磷素循環(huán)，為調(diào)控水體關(guān)鍵營養(yǎng)元素提供科學(xué)

2、依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)采用氙燈模擬太陽光，探討了苯酚在硝酸根、亞硝酸根光誘導(dǎo)下的降解動力學(xué)過程。結(jié)果表明，苯酚降解符合準(zhǔn)一級反應(yīng)動力學(xué)，并隨著硝酸根或亞硝酸根濃度的升高而加快。亞硝酸根存在條件下，苯酚的降解速率更大。進一步考察了溶液pH、腐殖酸濃度對苯酚在亞硝酸根存在下光降解的影響，發(fā)現(xiàn)低pH有利于苯酚的光降解，而加入腐殖酸則對反應(yīng)產(chǎn)生明顯抑制作用。同時采用對苯二甲酸作為羥基自由基分子探針，檢測到苯酚光降解過程中產(chǎn)生

3、了·OH，明確了硝酸根、亞硝酸根的光化學(xué)活性。
　　(2)基于研究結(jié)果(1)，以甲基對硫磷(C-O-P)為有機磷代表，開展了模擬太陽光照下，硝酸根光化學(xué)活性對有機磷形態(tài)轉(zhuǎn)化影響的研究。甲基對硫磷紫外可見吸收光譜圖結(jié)果顯示:隨光照時間的延長，甲基對硫磷特征峰強度在不斷降低，并伴隨新峰出現(xiàn)。同時利用離子色譜法檢測到少量磷酸根存在于反應(yīng)后溶液中。上述結(jié)果表明，甲基對硫磷在反應(yīng)過程中形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。本研究還考察了底物濃度、腐殖酸及Fe

4、3+存在下對反應(yīng)過程的影響。當(dāng)甲基對硫磷自身濃度較高或加入腐殖酸，會對光化學(xué)轉(zhuǎn)化產(chǎn)生抑制作用;而提高體系中Fe3+濃度會促進甲基對硫磷的間接光解。由于研究采用的有機磷代表——甲基對硫磷，其結(jié)構(gòu)中包含P=S鍵，在模擬太陽光照下較為穩(wěn)定，因此難以實現(xiàn)有機磷向無機磷的完全轉(zhuǎn)變。
　　(3)對富營養(yǎng)化湖泊水體中磷的光化學(xué)轉(zhuǎn)化進行研究。結(jié)果表明，紫外光條件下，外源添加硝酸根更有利于湖泊水體中的有機磷向無機磷轉(zhuǎn)化。紫外光光照、太陽光光照及暗反