复合体系中溶解性有机质对铜和土霉素的吸附行为的影响研究

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目前,国内外学者广泛研究了溶解性有机质对重金属、抗生素吸附行为的影响。然而,在自然界中绝对意义上的单一污染是不存在的,常是多种污染物形成复合污染。所以作者提出“复合体系中溶解性有机质对铜和土霉素的吸附行为的影响研究”。本文首先分别考察了DOM、Cu、OTC在黑土上的吸附作用及其影响因素(pH值,温度和离子强度)。其次考察了复合体系(DOM-Cu、DOM-OTC)中,DOM对Cu和OTC在黑土上吸附行为的影响及其与DOM浓度,pH和OTC登陆顺序之间的关系。最后研究了复合体系(DOM-Cu-OTC)中在DOM存在下,Cu对OTC吸附行为的影响,同时,结合复合体系(Cu-OTC)中Cu和OTC的交互作用行为,揭示在DOM存在下,Cu影响OTC的吸附机制。得出主要结论如下:1.随着吸附时间的增加,黑土对Cu、DOM和OTC的吸附量都呈现先显著增加然后趋于平缓的变化趋势,在24h内都达到平衡。黑土对Cu、DOM和OTC的吸附动力学过程都能很好的被拟二级动力学方程拟合,R均达0.999以上。黑土对Cu、DOM和OTC的吸附主要是化学吸附过程,颗粒内扩散为主要控制步骤之一。2.黑土对DOM的吸附受pH值,温度和离子强度影响很大。随着pH的增加,DOM的吸附量整体呈下降的趋势。离子强度的增加能促进DOM的吸附,而温度的升高抑制了DOM的吸附。不同离子强度和温度下,黑土对DOM的吸附热力学曲线能很好的被Langmuir方程拟合。根据温度的热力学过程计算出的热力学参数,表明黑土吸附DOM的过程是不自发放热熵减反应,且为焓减控制过程。而且根据焓变推断出黑土吸附DOM的过程以化学吸附为主,主要吸附作用力为化学键作用。3.离子强度的增加降低了Cu和OTC在黑土上的吸附;而温度的增加则提高了Cu和OTC在黑土上的吸附。不同离子强度和温度下,黑土吸附Cu和OTC的过程能很好被Freundlich和Langmuir方程拟合。根据热力学参数可知,黑土吸附Cu和OTC的过程都为自发吸热熵增过程,且为熵增控制过程。由焓变可知,这个过程主要以化学吸附为主,黑土对Cu的吸附作用力可能有氢键和偶极键力的作用,而黑土对OTC的吸附作用力主要为氢键作用。4.复合体系DOM-Cu中,DOM的存在抑制了Cu在黑土上的吸附量,且DOM的浓度越大,抑制作用越大。DOM的存在显著降低了Kf值,浓度越大,Kf值越小。随着pH的增加,DOM对Cu在黑土上的吸附抑制作用逐渐增大。复合体系DOM-OTC中,DOM的存在促进了OTC在黑土上的吸附作用。DOM存在时,黑土对OTC的吸附过程能很好的被Langmuir和Freundlich吸附等温方程拟合。随着pH值的增加,DOM对OTC的促进作用逐渐增大。OTC加入体系的先后顺序对其的吸附也是有影响的,吸附量大小顺序为同时加入>先加入OTC>先加入DOM。在OTC加入顺序不同的情况下,黑土对OTC吸附过程也能较好被Langmuir吸附等温方程拟合。5.复合体系OTC-Cu中,OTC的存在抑制了Cu的吸附,且OTC浓度越大,抑制作用越强。而Cu的存在促进了OTC在黑土上的吸附作用,且Cu的浓度越大,促进作用越大。OTC存在下,黑土对Cu的吸附能很好被Freundlich和Langmuir方程拟合。随着pH值的降低,OTC对Cu的抑制作用逐渐增加。Cu存在时,OTC在黑土上的吸附过程能很好被Langmuir和Freundlich吸附等温方程拟合。随着pH的增加,Cu对OTC的促进作用增强。OTC加入体系的先后顺序对黑土吸附OTC有显著的影响,吸附量大小顺序表现为同时加入污染物>先加入OTC>先加入Cu。6.复合体系DOM-Cu-OTC中,在Cu存在下,DOM的浓度越大,对OTC吸附的抑制作用越大,这与DOM在二元体系中对OTC的吸附促进规律是相反的,说明Cu的存在改变了DOM与OTC的结合方式。当DOM和Cu浓度一定时,随着pH值的增加,黑土对OTC的吸附作用逐渐降低。
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