嘉陵江重庆主城段水环境状况及水中EOM/Fe3+/NO3-对DBP光解的影响

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嘉陵江是重庆的主要水源之一,其水质的变化受到人们的广泛关注,自从三峡库区蓄水之后,有机氮和磷酸盐的浓度变高,这可能是造成嘉陵江富营养化的重要因素,另外由于蓄水水位的提高,水体流速的变缓也造成了嘉陵江有机污染物的累积,其中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)由于其危害性被列为嘉陵江重庆段优先控制污染物之一,水体中的胞外分泌物(EOM)、Fe3+、NO3-具有光化学特性,对有机物的降解具有重要影响。基于此实验首先对嘉陵江重庆段磁器口、化龙桥、大溪沟、朝天门的水环境状况进行监测,然后探究了EOM、Fe3+、NO3-等因素对DBP光解的影响,主要研究成果如下:(1)嘉陵江重庆段水温在3月-7月逐步上升,溶解氧随着温度的上升而降低,水体基本成偏碱性,CODMn随着降雨量的增多而增大,平均浓度为4.00mg·L-1,TN、TP、N/P浓度的平均值分别为2.78mg·L-1、0.17mg·L-1、16.8,均达到了富营养化水平,DBP的平均浓度为11.68μg·L-1,超过了我国水环境标准的限值。(2)实验通过探究不同光源、不同光照强度、不同pH对DBP光解的影响,发现DBP的光解反应遵循准一级反应动力学过程,准一级反应,汞灯光源更有利于DBP的光解,并且随着光照强度的增大,DBP的光解速率也随之增大,酸性条件下更有利于DBP的光解。(3)在500W高压汞灯的照射下,实验考察了EOM、Fe3+、NO3-等因素对DBP光解的影响。总体来说,EOM的存在不利于DBP的光解,随着EOM浓度的增大,其对DBP光解的抑制作用越明显。Fe3+、NO3-的存在有利于DBP的光解,并且随着二者浓度的增大,DBP的光解速率也随之增大。当Fe3+和EOM共存时,会产生Fe3+-EOM络合物,在光照作用下电子从配体到Fe3+转移,从而产生·OH促进DBP的降解,DBP的光解速率大于Fe3+、EOM单独存在时的速率;NO3-的存在会缓解EOM对DBP光解的抑制作用;Fe3+和NO3-共存时对DBP光解的促进作用大于二者单独存在时对DBP光解的促进作用,但是高浓度的两种离子共存时也会抑制DBP的降解。NO3-、EOM和Fe3+三者共存时,三者具有协同作用,可以促进DBP的进一步降解。
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