多環(huán)芳烴—芘的降解研究多環(huán)芳烴—芘的降解研究

1、 . . . 科技師學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）多環(huán)芳烴芘的降解研究 院（系、部）名 稱 ： 專 業(yè) 名 稱： 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 生 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師：2009年11月5日科技師學(xué)院教務(wù)處制23 / 26頁(yè)面設(shè)置為A4，其中上、下、左、右各為2.5cm摘 要多環(huán)芳烴是指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上苯環(huán)的碳?xì)浠衔?，多環(huán)芳烴是一類具有很強(qiáng)致癌性，致突變性和致畸性的環(huán)境污染物，具有低水溶性、高辛醇-水分配系數(shù)、高沉積物-水分配系數(shù)和較低的蒸汽壓等特點(diǎn)。它可以通過(guò)大氣沉降、城市污水排放以與雨水沖刷作用進(jìn)入水體，對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的健康造成威脅，水體中多環(huán)芳烴呈3種狀態(tài)：吸附于顆粒物、溶解態(tài)、懸浮態(tài)，

2、是環(huán)境污染中最重要的檢測(cè)項(xiàng)目之一，其已越來(lái)越受到人們的重視。降解多環(huán)芳烴的方法有很多，常規(guī)方法有物理方法，化學(xué)方法等，物理法和普通的化學(xué)方法不僅降解的效果差，效率低，而且降解產(chǎn)物不徹底，光氧化法的降解效率高，產(chǎn)物穩(wěn)定，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在光氧化過(guò)程中，水中的多環(huán)芳烴是在光誘發(fā)所產(chǎn)生的單線態(tài)氧、臭氧或羥基游離基的作用下發(fā)生氧化降解的。本實(shí)驗(yàn)旨在觀察在實(shí)驗(yàn)室中水萃效率最高時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件以與在實(shí)驗(yàn)室控制的條件下多環(huán)芳烴降解的半衰期。關(guān)鍵詞：多環(huán)芳烴、光氧化、降解 目 錄摘要I第1章文獻(xiàn)綜述11.1 研究意義11.1.1 多環(huán)芳烴概述11.1.2 多環(huán)芳香烴的來(lái)源與危害11.1.3環(huán)境光化學(xué)基礎(chǔ)2

3、1.2 多環(huán)芳烴的光降解31.3 研究進(jìn)展41.3.1 PAHS光降解影響因素41.3.2 多環(huán)芳烴分析測(cè)定51.4 主要研究容6第二章、實(shí)驗(yàn)部分62.1實(shí)驗(yàn)材料與方法6 2.2實(shí)驗(yàn)儀器與試劑7 2.2.1實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備7 2.2.2實(shí)驗(yàn)試劑7 2.3反應(yīng)溶液介質(zhì)和溶液的配制82.4實(shí)驗(yàn)步驟82.5質(zhì)量控制與質(zhì)量保證102.6色譜條件11第三章、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論113.1 芴工作曲線113.2 液液萃取實(shí)驗(yàn)12 1.3.1水萃取實(shí)驗(yàn)123.3 光降解實(shí)驗(yàn)15第四章、結(jié)論21參考文獻(xiàn)22致1文獻(xiàn)綜述1.1研究意義1.1.1 多環(huán)芳烴概述PAHs ( PAHs)是指含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的苯環(huán)以鏈狀、角狀

4、或串狀排列組成的稠環(huán)化合物，包括萘、蒽、菲、芘等300余種化合物。英文全稱為polycyclic aromatic hydrocarbon，簡(jiǎn)稱PAHs1。有些多環(huán)芳烴還含有氮、硫和環(huán)戊烷，常見(jiàn)的多環(huán)芳烴具有致癌作用的多環(huán)芳烴多為四到六環(huán)的稠環(huán)化合物。國(guó)際癌研究中心（IARC）（1976年）列出的94種對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物致癌的化合物。其中15種屬于多環(huán)芳烴，由于苯并a芘是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的環(huán)境化學(xué)致癌物，而且致癌性很強(qiáng)，故常以苯并(a)芘作為多環(huán)芳的代表，它占全部致癌性多環(huán)芳烴1%-20%。具有蒸氣壓小與辛醇一水分配系數(shù)高的特點(diǎn)，因而進(jìn)環(huán)境后會(huì)長(zhǎng)期滯留，并且由于其中一些具有強(qiáng)烈的致癌、致突變性與分泌擾亂作

5、用，己被列為持久性有機(jī)污染物(POPs)，成為各國(guó)科學(xué)家的研究重點(diǎn)之一2。1.1.2多環(huán)芳烴的來(lái)源與危害人類活動(dòng)特別是化石燃料的燃燒是環(huán)境中PAHs的主要來(lái)源。石油開(kāi)采、化產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和運(yùn)輸過(guò)程中的泄漏使PAHs進(jìn)入水體、土壤等自然環(huán)境;吸附于大氣顆粒物上的PAHs也可通過(guò)降水與沉降作用進(jìn)入水體系統(tǒng)，使水體成為環(huán)境中PAHs的重要載體之一。有資料表明，在世界圍每年大約有43000t PAHs釋放到大氣中，同時(shí)有230000t進(jìn)入水環(huán)境3。近年來(lái)的調(diào)查表明，世界上許多河流、海洋都普遍受到PAHs的污染4。我國(guó)人口眾多，目前又處于經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)時(shí)期，能源消耗量大，礦物燃料的燃燒，工業(yè)與石油廢水的排

6、放，使得水體中的PAHs污染問(wèn)題很突出。近年來(lái)，有關(guān)地面水中PAHs污染現(xiàn)狀研究報(bào)道逐漸增多，在我國(guó)長(zhǎng)江、黃河、珠江、遼河、黃海等各大水體水相和表層沉積物中均有PAHs的檢出報(bào)告5-8。目前通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)PAHs對(duì)生物體的遺傳學(xué)影響主要有三個(gè)方面，即“三致”毒性9-11： 致癌性化合物的致癌機(jī)理:直接致癌和誘導(dǎo)致癌。直接致癌是指化合物進(jìn)入有機(jī)體后直接作用于DNA, RNA或蛋白質(zhì)等生物大分子而產(chǎn)生腫瘤。誘導(dǎo)致癌是指化合物進(jìn)入生物體后，經(jīng)過(guò)一系列代轉(zhuǎn)化過(guò)程，誘導(dǎo)產(chǎn)生致癌活性物質(zhì)，再與生物靶分子作用而產(chǎn)生癌變腫瘤。許多實(shí)驗(yàn)證明，PAHs并不是直接的致癌物，需要經(jīng)過(guò)細(xì)胞微粒體中混合功能氧化酶的作用后才

7、有致癌性12。 PAHs在體代過(guò)程中可轉(zhuǎn)化為多種中間產(chǎn)物，如苯并a花可在細(xì)胞體轉(zhuǎn)化為7,8一二氫二醇-9,10-環(huán)氧化物13-15。這些中間產(chǎn)物多為活性非常高的親電化合物，可與DNA大分子相互作用，形成各種類型的DNA損傷如加合物形成、鏈斷裂、堿基的非正?；瘜W(xué)修飾和缺失，當(dāng)這種帶有錯(cuò)誤信息的DNA在細(xì)胞中潛伏下來(lái)，就會(huì)將錯(cuò)誤信息帶到正常的DNA分子上，導(dǎo)致基因突變，從而引發(fā)了整個(gè)細(xì)胞的癌變。 致畸性致畸性是指新的生物體從母體出生前所導(dǎo)致的機(jī)體結(jié)構(gòu)異常的不良作用16。懷孕婦女長(zhǎng)期暴露在PAHs污染的環(huán)境中，會(huì)影響胎兒生長(zhǎng)以與新生嬰兒的神經(jīng)發(fā)育16-18。即使懷孕婦女暴露在低濃度的PAHs污染環(huán)境

8、中(1.80-36.47 ng/m3)都會(huì)造成新生嬰兒體重顯著降低19。 PAHs致畸作用主要表現(xiàn)在使細(xì)胞中的DNA鏈上的核昔酸序列產(chǎn)生錯(cuò)亂，導(dǎo)致后代細(xì)胞的分裂發(fā)生改變;PAHs對(duì)胚胎細(xì)胞與快速增值的新生組織產(chǎn)生早期不良影響，如小鼠實(shí)驗(yàn)證明PAHs能夠影響牙齒的發(fā)育20； PAHs對(duì)細(xì)胞分裂的各個(gè)階段表現(xiàn)廣泛的作用，對(duì)DNA合成的阻礙可使染色體、微小管的生成與其后的分化發(fā)生障礙而導(dǎo)致崎變。 致突變性PAHs進(jìn)入生物體后，經(jīng)過(guò)生物體的一些酶(如細(xì)胞色素4P05酶)的作用后會(huì)生成PAHs二氫二醇環(huán)氧化物，這些活性代產(chǎn)物具有親電性，可與DNA分子中脫氧腺嚓吟或脫氧鳥嚓吟外環(huán)上的氨基共價(jià)結(jié)合形成DNA

9、加合物21-22。DNA加合物能夠降低DNA復(fù)制精確性并引發(fā)點(diǎn)突變，其誘發(fā)的點(diǎn)突變也以堿基顛換為主。DNA復(fù)制過(guò)程中加合堿基對(duì)應(yīng)位點(diǎn)除了脫氧胸腺啼咤的正常摻入，主要是脫氧腺喋吟的誤摻，并且誤摻信號(hào)明顯強(qiáng)于正常摻入信號(hào)。因此，苯并c菲二氫二醇環(huán)氧化物DNA加合物誘發(fā)的點(diǎn)突變類型主要是A.T一T.A的堿基顛換23。研究證實(shí)苯并a花DNA加合物不同異構(gòu)體致癌與致突能力有差異，誘發(fā)點(diǎn)主要發(fā)生在G:C堿基對(duì)上，例如突變類型G.CT.A和G.CA.T24。當(dāng)這種突變不能夠被生物體本身修復(fù)時(shí)，就可能導(dǎo)致最終的癌變。因此，這種突變與癌變有緊密的關(guān)系，一定程度上是癌變的分子基礎(chǔ)。1.1.3環(huán)境光化學(xué)基礎(chǔ)地球的光

10、能來(lái)自太陽(yáng)的輻射。太陽(yáng)發(fā)射的電磁輻射幾乎包含了整個(gè)電磁波譜，其最大值在電磁波的可見(jiàn)光圍(400一800nm)，它們占總發(fā)射能量的50%，紫外光(200一400nm)占7%，紅外輻射(0.8一4.0nm)占43%。太陽(yáng)輻射高能量部分波長(zhǎng)小于290nm 的光子因被N2、O2和O3的吸收而不能到達(dá)地面。大于800nm 長(zhǎng)波輻射(紅外線部分)幾乎完全被大氣中的水蒸氣和CO2所吸收。到達(dá)地球表面的紫外波長(zhǎng)在290-360nm，可以分為Uv一(320一360nm)區(qū)和Uv一B(290一320nm)區(qū)。因此只有波長(zhǎng)290一800nm的紫外和可見(jiàn)光波段透過(guò)大氣到達(dá)地面。正是這些源源不斷的光引發(fā)了很多光化學(xué)反應(yīng)

11、，給地球帶來(lái)了勃勃生機(jī)。光合作用是典型的光化學(xué)過(guò)程，它和地球上的生命幾乎是同時(shí)存在的。太陽(yáng)對(duì)地球的輻射，提供了植物和部分微生物進(jìn)行光合作用時(shí)所需要的能量，最終演化成地球?yàn)樯锝缣貏e是人類和高等動(dòng)物生存所需要的能源、食物源和生態(tài)環(huán)境。光合作用、動(dòng)物的視覺(jué)以與由此引申和演化出來(lái)的太陽(yáng)能利用、信息存儲(chǔ)和傳遞，一直都是光化學(xué)研究的重要領(lǐng)域。環(huán)境光化學(xué)是研究環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)在光作用下的化學(xué)特征、行為和效應(yīng)以與利用光化學(xué)的原理與方法控制化學(xué)污染的一門學(xué)科。環(huán)境光化學(xué)是環(huán)境化學(xué)的一個(gè)重要分支和前沿領(lǐng)域。環(huán)境光化學(xué)涉與的研究容多而復(fù)雜，主要包括以下容25：(1)自然環(huán)境介質(zhì)中的光化學(xué)通常大氣 、水體、土壤和植物

12、表面的光化學(xué)被認(rèn)為是環(huán)境光化學(xué)的主要組成部分，研究的容包含以下幾個(gè)方面: 大氣光化學(xué):大氣中化學(xué)物質(zhì)在下發(fā)生的化學(xué)過(guò)程，主要涉與對(duì)流層、平流層中痕量組分的大氣光化學(xué)、自由基反應(yīng);大氣水相中微量化學(xué)成分與氣溶膠等顆粒物的光化學(xué)反應(yīng);大氣污染的光化學(xué)煙霧模式等。 水環(huán)境光化學(xué):水體表面透光層中化學(xué)物質(zhì)的光化學(xué)反應(yīng)；水中有機(jī)物光化學(xué)降解；光化學(xué)過(guò)程對(duì)溶解有機(jī)質(zhì)等有機(jī)物遷移轉(zhuǎn)化的影響；不同形態(tài)金屬的光化學(xué)反應(yīng)與氧化還原循環(huán);水生生物引發(fā)和參與的光化學(xué)過(guò)程等。 土壤和植物表面光化學(xué):土壤和植物表面農(nóng)藥、殺蟲劑以與PTS等有機(jī)物的光降解;光化學(xué)過(guò)程對(duì)化學(xué)物質(zhì)從土壤表面向大氣遷移的影響等.(2) 環(huán)境光生物

13、化學(xué)主要研究化學(xué)物質(zhì)發(fā)生的光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的生態(tài)效應(yīng)與其化學(xué)原理、過(guò)程和機(jī)制;生物引發(fā)或參與的光化學(xué)過(guò)程與其對(duì)某些元素的生物地球化學(xué)循環(huán)的影響。(3) 污染控制光化學(xué)污染控制光化學(xué)是一個(gè)新興的污染控制化學(xué)領(lǐng)域，它研究與污染控制有關(guān)的光化學(xué)機(jī)制與工藝技術(shù)中的光化學(xué)基礎(chǔ)性問(wèn)題，以便最大限度的控制化學(xué)污染，為開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的污染控制技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。1.2多環(huán)芳烴的光降解進(jìn)入水體中的PAHs類污染物，其存在形態(tài)和環(huán)境行為受各種自然因素的影響而發(fā)生變化，在水體中的遷移轉(zhuǎn)化、歸趨過(guò)程也一直是環(huán)境界研究的熱點(diǎn)。其中光化學(xué)降解過(guò)程是PAHs從水環(huán)境中消失的重要途徑，是指有機(jī)污染物在自然光等各種環(huán)境因素的作用下，

14、濃度與毒性降低的一系列過(guò)程，是自然降解的重要組成部分。有研究表明，在自然條件下，一些不易生物降解的復(fù)雜有機(jī)物易于發(fā)生光降解，某些石油污染物也可以先通過(guò)光降解轉(zhuǎn)化為易被生物降解的物質(zhì)從而從水體中去除，因此光降解對(duì)污染水體的凈化具有重要作用26-28。在自然條件下，水體中的污染物可能發(fā)生兩種類型的光降解，一種是直接光降解，另一種為光敏化降解，即由水體中存在的某種中間介質(zhì)先吸收光子，然后或者經(jīng)過(guò)電子轉(zhuǎn)移過(guò)程把能量傳給污染物，或者轉(zhuǎn)化形成具有反應(yīng)活性的光氧化劑，這些光氧化劑再與有機(jī)物進(jìn)行一系列其它反應(yīng)，從而使污染物濃度或毒性降低。有研究表明，水體中的溶解性有機(jī)物(DOM)吸收太陽(yáng)輻射以后，可以產(chǎn)生一些

15、短暫存在的活性物質(zhì)作為光氧化劑，如·OH、RO2·,O2等，它們能使某些污染物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)29；另一方面，由水體中DOM可以形成一系列的較為穩(wěn)定的光氧化劑，如過(guò)氧化氫(H2O2),烷基過(guò)氧化物(ROOH)和過(guò)酸RC(O)OOH等30。1.3研究進(jìn)展1.3.1 PAHs光降解影響因素光降解是影響污染物在水體中降解轉(zhuǎn)化的重要機(jī)制，一些不易發(fā)生生物降解的復(fù)雜有機(jī)物可能發(fā)生降解。某些難降解有機(jī)物也可以先通過(guò)光降解轉(zhuǎn)化為易被生物降解的物質(zhì)從而從水體中去除。在自然條件下，由于水體是一個(gè)難以控制的開(kāi)放系統(tǒng)，有機(jī)物的光降解受各種因素共同的影響，過(guò)程復(fù)雜，許多學(xué)者對(duì)影響PAHs光降解的因素

16、進(jìn)行了室模擬實(shí)驗(yàn)。1.光源不同種類有機(jī)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)差異決定了其對(duì)不同波段光線的吸收與利用程度有所不同，對(duì)于PAHs，芳環(huán)和共轆雙鍵可以形成具有紫外可見(jiàn)吸收特征的發(fā)色團(tuán)。因此化合物的吸收光譜與光源光譜的重疊程度決定了其對(duì)光輻射的利用程度。Matthew等對(duì)幾種不同PAHs的光降解實(shí)驗(yàn)表明由于其激發(fā)光譜與不同波譜組成的光源間重疊的差異而表現(xiàn)出不同的光解速率31。而對(duì)富含腐殖質(zhì)的天然水體研究中發(fā)現(xiàn)32，水體表層激發(fā)態(tài)腐殖質(zhì)的濃度為10-15- 10-13mol/L，其正比于水體紫外吸收系數(shù)，說(shuō)明影響腐殖質(zhì)光敏化反應(yīng)的最主要波段是中的紫外區(qū)。在自然降解的模擬實(shí)驗(yàn)中，如何有效的模擬自然環(huán)境是實(shí)驗(yàn)中遇到的

17、一個(gè)點(diǎn)。太是光解實(shí)驗(yàn)中可以利用的自然光源，但日照強(qiáng)度隨一天中時(shí)間的變化而變化，而且光強(qiáng)度受地區(qū)緯度的影響，因此，為保證試驗(yàn)的重現(xiàn)性，目前進(jìn)行的大多數(shù)光解模擬試驗(yàn)中，采用了錫鹵燈、鈉燈、汞燈、氨燈等人工光源，還可以采用特定的玻璃過(guò)濾裝置去除不符合條件的那部分波長(zhǎng)的光，或應(yīng)用透鏡調(diào)整光強(qiáng)。有的試驗(yàn)還同時(shí)采用了多種類型的人工光源照射，一般的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用汞燈和氛燈與必要的濾光介質(zhì)組合即可滿足實(shí)驗(yàn)需要，即產(chǎn)生大于300nm的模擬太紫外一可見(jiàn)區(qū)連續(xù)光譜33。Murthy等采用高壓汞燈(125W)配以pyrex耐熱玻璃水冷套作為二290nm模擬太源34。Matthew等的實(shí)驗(yàn)中則采用了氮燈(300W)，然

18、后通過(guò)18cm水柱除去紅外光，再經(jīng)過(guò)一系列可選擇的濾鏡，對(duì)某些波長(zhǎng)光進(jìn)行削弱以盡量模擬太波譜。但為了更好的反映實(shí)際環(huán)境特點(diǎn)，也有必要在自然條件下進(jìn)行光降解試驗(yàn)，即不采用這些模擬光源，而直接把反應(yīng)裝置放到室外，用當(dāng)?shù)靥M(jìn)行照射，考察不同時(shí)段的降解情況在模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，多是先測(cè)定當(dāng)?shù)靥鈴?qiáng)，調(diào)整光源與反應(yīng)容器之間的距離使反應(yīng)溶液表面紫外光強(qiáng)和實(shí)際光強(qiáng)相符;同時(shí)應(yīng)用冷卻水浴保證反應(yīng)過(guò)程中的溫度恒定，并在反應(yīng)容器下放置磁力攪拌器，以確保反應(yīng)物質(zhì)通過(guò)攪拌處于均勻狀態(tài)35。2. 溫度對(duì)于有機(jī)污染物光降解過(guò)程而言，水體溫度仍存在相當(dāng)?shù)挠绊?，升高溫度能夠增加分子?#183;O2等自由基的擴(kuò)散和相互碰撞力度，

19、加速了電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的生成和解離，王連生等對(duì)苯并(a)蕙和9, 10一二甲基蔥的光解實(shí)驗(yàn)表明隨水溫的升高反應(yīng)速率增加36。唐玉斌等通過(guò)對(duì)的光降解實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)光解速率常數(shù)隨水溫的升高而增加。Jacek等對(duì)菊的實(shí)驗(yàn)也表明它們反應(yīng)速率都隨溫度的增加而增大，從80C -42的變化圍的光解速率甚至增加了將近三倍37。因此在探尋某一單一環(huán)境要素的影響時(shí)有必要保持溫度的恒定。3, 環(huán)境介質(zhì)環(huán)境介質(zhì)對(duì)其中的PAHs的光化學(xué)行為有很大影響，介質(zhì)化學(xué)組分對(duì)PAHs光降解的影響主要體現(xiàn)在3方面:(l)對(duì)光的衰減或屏蔽作用(物理作用)，對(duì)于土壤、顆粒物、植物等固體表面，這種作用很明顯。(2)光催化作用.。例如，土壤和

20、空氣顆粒物中可能存在TiO2、CdS、ZnO和Fe2O3等半導(dǎo)體催化劑，這些催化劑吸收光子后，通過(guò)系列反應(yīng)，可以生成活性很強(qiáng)的物種，導(dǎo)致PAHs的降解。(3)參與光化學(xué)反應(yīng)，起促進(jìn)或抑制的作用。水中的無(wú)機(jī)離子、溶解性有機(jī)物質(zhì)(DOM)、腐植酸、表面活性劑等，對(duì)不同分子結(jié)構(gòu)的PAHs的光解有不同的影響。這方面的機(jī)理很復(fù)雜，如果是促進(jìn)PAHs光解，一些物質(zhì)可能起到了敏化(傳遞激發(fā)能給PAHs分子)或催化的作用。環(huán)境介質(zhì)中的一些有機(jī)成分，有可能參與PAHs的光化學(xué)反應(yīng)中。但是環(huán)境有機(jī)質(zhì)的成分十分復(fù)雜，而且大多數(shù)的成分不容易確定，因此研究環(huán)境有機(jī)質(zhì)對(duì)PAHs光化學(xué)行為的影響就十分困難。為了研究的方便，

21、常常使用有機(jī)溶劑模擬環(huán)境有機(jī)質(zhì)，研究PAHs在其中的光化學(xué)行為。Corckova和Ciganek使用二氯甲烷和異辛烷作為溶劑研究PAHs和硝基PAHS的光降解。研究發(fā)現(xiàn)無(wú)論是PAHs和硝基PAHs在二氯甲烷中的光解速率都要大于在異辛烷中的光解速率。LehtO等人使用乙睛和二氯甲烷作為溶劑研究了蔡、菲、蔥和花的光化學(xué)行為。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)PAHs在二氯甲烷中的光解速率要大于乙睛中的光解速率。1.3.2 多環(huán)芳烴分析測(cè)定氣相色譜法是在以適當(dāng)?shù)墓潭ㄏ嘧龀傻闹埽脷怏w（載氣）作為移動(dòng)相，使試樣（氣體、液體或固體）在氣體狀態(tài)下展開(kāi)，在色譜柱分離后，各種成分先后進(jìn)入檢測(cè)器，用記錄儀記錄色譜譜圖。 在對(duì)裝置進(jìn)行

22、調(diào)試后，按各單體的規(guī)定條件調(diào)整柱管、檢測(cè)器、溫度和載氣流量。進(jìn)樣口溫度一般應(yīng)高于柱溫30-50度。如用火焰電離檢測(cè)器，其溫度應(yīng)等于或高于柱溫，但不得低于100度，以免水汽凝結(jié)。色譜上分析成分的峰的位置，以滯留時(shí)間（從注入試樣液到出現(xiàn)成分最高峰的時(shí)間）和滯留容量（滯留時(shí)間×載氣流量）來(lái)表示。這些在一定條件下，就能反應(yīng)出物質(zhì)所具有特殊值，并據(jù)此確定試樣成分。 根據(jù)色譜上出現(xiàn)的物質(zhì)成分的峰面積或峰高進(jìn)行定量。峰面積可用面積測(cè)定儀測(cè)定，按半寬度法求得（即以峰1/2處的峰寬×峰高求得）。峰高的測(cè)定方法是從峰高的頂點(diǎn)向記錄紙橫座標(biāo)準(zhǔn)垂線，找出此垂線與峰的兩下端聯(lián)結(jié)線的交點(diǎn)，即以此交點(diǎn)至

23、峰頂點(diǎn)的距離長(zhǎng)度為峰高。 1.4主要研究容本文旨在建立將多環(huán)芳烴芴從水樣中提取出來(lái)的方法；采用氣相色譜儀（FID檢測(cè)器）建立了一種水樣中芴的定量分析方法；在實(shí)驗(yàn)室條件下，利用氙燈模擬自然光源，初步考察了在不同光強(qiáng)度下，芴的光解動(dòng)力學(xué)。2 實(shí)驗(yàn)部分2.1實(shí)驗(yàn)材料與方法材料：固體芴(fluorene)C13H10環(huán)數(shù)分子量熔點(diǎn)/ºC沸點(diǎn)/ºC溶解度/mg/L3166.21162951.9方法：光照實(shí)驗(yàn)光降解實(shí)驗(yàn)在Suntest CPS+太模擬器改裝的光化學(xué)反應(yīng)儀進(jìn)行。Suntest CPS+太模擬器輸出與太到達(dá)地球表面的紫外可見(jiàn)光圍十分接近。把裝有芴水樣的石英反應(yīng)管水平放置在控

24、溫水浴中，水面比石英反應(yīng)管高出大約20 mm。溫控水浴正好在光化學(xué)反應(yīng)儀照射室的下方。水浴溫度和水的循環(huán)采用循環(huán)水泵來(lái)控制，溫度變化在士1。同時(shí)配制一樣的樣品分裝在幾只石英反應(yīng)管中，在同樣的條件下照射，對(duì)管中樣品進(jìn)行測(cè)定。平行的黑暗對(duì)照實(shí)驗(yàn)采用一樣的石英反應(yīng)管，包裹鋁箔紙置于黑暗處。光化學(xué)反應(yīng)儀與其溫度控制、石英反應(yīng)管詳見(jiàn)圖2-1，2-2。樣品配制好以后，用玻璃移液管(10 mL)轉(zhuǎn)移到石英反應(yīng)管中。光化學(xué)反應(yīng)儀中氙光燈的輸出功率為765 W。照射在石英反應(yīng)管表面的入射光的照射強(qiáng)度和光譜性質(zhì)用OL-754分光輻射計(jì)（Optronic Laboratories）監(jiān)測(cè)。 2.2實(shí)驗(yàn)儀器與試劑2.2

25、.1 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作 有機(jī)試劑（二氯甲烷、正己烷）的精餾提純分析純的丙酮在使用前用全玻璃系統(tǒng)重蒸提純。 無(wú)水硫酸鈉將無(wú)水硫酸鈉用丙酮洗三次，放入馬弗爐中在450下灼燒4h，待冷卻至室溫后將其放入干燥器中保存待用。(3) 氯化鈉將氯化鈉放在馬弗爐中在450下灼燒6h，待冷卻到室溫后將其放入干燥器中保存待用。（4） 器皿清洗將器皿放入超聲波清洗機(jī)超聲處理20min后，依次用自來(lái)水，去離子水沖洗干凈，然后將其放入馬弗爐中在450下灼燒4h；對(duì)于不能進(jìn)行灼燒處理的容器，對(duì)其進(jìn)行超聲處理后，先用重鉻酸鉀-濃硫酸洗液過(guò)夜浸泡，然后依次用自來(lái)水、去離子水沖洗干凈。2.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑表2-2 實(shí)

26、驗(yàn)試劑Table 2-2 Laboratory Reagent試劑 規(guī)格 廠家二氯甲烷 分析純 市巴斯夫化工正己烷 分析純 博迪化工股份六甲苯 純度99.5% 晶純?cè)噭┸?純度99.5% 晶純?cè)噭┍?分析純 三和化學(xué)試劑硫酸鈉（NaSO4） 分析純 市博迪化工氯化鈉（NaCl） 分析純市化學(xué)試劑公司試驗(yàn)廠封口膜 PARAFILM，American National Can鋁箔 聲科家居用品2.3 反應(yīng)溶液介質(zhì)和溶液的配制（1）標(biāo)液六甲苯 28.8mg/L: 用分析天平稱取2.8800mg六甲基苯試劑，加入到100mL容量瓶中，加入正己烷定容，配制28.800mg/L的六甲基苯儲(chǔ)備溶液，用封口

27、帶封口放在冰箱里備用。（2）芴標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：準(zhǔn)確稱取0.0001g固體芴于50mL容量瓶中，二氯甲烷定容至刻度，即可得到200µg/mL的芴標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。儲(chǔ)備液配好后必須置于冰箱中保存，否則芴易揮發(fā)而濃度越來(lái)越低；（3）實(shí)驗(yàn)室提供的分析純?cè)噭┒燃淄楹驼和?、丙酮都要在各自的沸點(diǎn)下重蒸后才能用于實(shí)驗(yàn)中；（4）對(duì)實(shí)驗(yàn)室提供的氯化鈉和硫酸鈉，用重蒸后的二氯甲烷浸泡一定時(shí)間，旋蒸，待樣品呈松散顆粒狀時(shí)取出，裝在玻璃瓶中錫箔紙封口于馬弗爐中450ºC灼燒4個(gè)小時(shí)。取出后置于干燥器中。2.4 實(shí)驗(yàn)步驟 A：儀器： 旋蒸儀，加熱裝置，冷凝水箱，氮吹儀，氣相色譜儀，電子天平，鑰匙，50

28、81;L、10µL進(jìn)樣器各一支，分液漏斗，容量瓶，量筒，梨形瓶，膠頭滴管，移液管，燒杯等,樣品瓶； B：試劑： 二氯甲烷（重蒸），正己烷（重蒸），氯化鈉，無(wú)水硫酸鈉，標(biāo)六甲苯（0.0288mg/mL），芴樣品（20µg/mL）；1、芴樣品的配制 用移液管準(zhǔn)確移取2.5mL芴標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于一個(gè)25mL容量瓶中，用二氯甲烷定容至刻度，既可得到20µg/mL的芴樣品。2、 液液萃取實(shí)驗(yàn)原理 多環(huán)芳烴在有機(jī)溶劑中的溶解度很大，而在水中的溶解度卻很小，只有1.9mg/L。為了測(cè)定光照對(duì)水體中的多環(huán)芳烴降解程度的影響，需首先用水把溶解在有機(jī)溶劑二氯甲烷中的芴萃取出來(lái)。3、 萃取

29、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 步驟：分別稱取約1.5g氯化鈉于兩個(gè)小燒杯中，用蒸餾水溶解并轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，用蒸餾水定容至刻度。之后把它們轉(zhuǎn)移到兩個(gè)250mL分液漏斗兩個(gè)漏斗中分別加入10mL、20mL二氯甲烷，充分震蕩，靜止待分層穩(wěn)定后把下層油狀液體轉(zhuǎn)移至梨形瓶中，重復(fù)上述操作三次以保證萃取盡量完全。分別稱取約1.7g、3.5g無(wú)水硫酸鈉于兩個(gè)梨形瓶中，充分震蕩以使水分被盡量吸收，靜置，用滴定管把溶液轉(zhuǎn)移至另一個(gè)梨形瓶中，注意不要把無(wú)水硫酸鈉顆粒吸入滴定管。因?yàn)榧尤氲亩燃淄檩^多時(shí)，分液時(shí)帶出的水量也會(huì)較多，所以，當(dāng)二氯甲烷的量加倍時(shí)，用于去水的無(wú)水硫酸鈉的量也應(yīng)該加倍。把梨形瓶放在旋蒸儀上旋蒸至近干，

30、取下用少量正己烷沖洗梨形瓶壁，并將其轉(zhuǎn)移至小樣品瓶中，注意不要超過(guò)樣品瓶體積的2/3。把樣品瓶在氮吹儀下氮吹至近干后，用50µL進(jìn)樣器注入50µL標(biāo)和50µL正己烷。用10µL進(jìn)樣器向氣相色譜儀中進(jìn)樣1µL，觀察出峰狀況，判斷蒸餾水中是否含有多環(huán)芳烴，是否符合實(shí)驗(yàn)要求，溶劑正己烷在第2-5min出峰，標(biāo)六甲苯在13-14min時(shí)出峰。4、 芴工作曲線的繪制利用200µg/mL的芴標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配置工作曲線系列濃度 按濃度從低到高的順序依次用10µL的進(jìn)樣器進(jìn)樣，進(jìn)樣量為1µL，觀察出峰情況，并記錄各個(gè)濃度的目標(biāo)物和標(biāo)物

31、的出峰面積，經(jīng)初步計(jì)算繪制工作曲線。5、 萃取實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)因子氯化鈉NaCl用移液管分別準(zhǔn)確移取0.5mL 20µg/mL的芴樣品于四個(gè)100mL容量瓶中，并將容量瓶置于氮吹儀下，小流量氮?dú)獾?。待吹至近干后，加?， 1.5g，3.0g，4.5g氯化鈉（NaCl）蒸餾水定容，震蕩后靜置2-5min。把溶液轉(zhuǎn)移到250mL分液漏斗中，向四個(gè)漏斗中均加入10mL二氯甲烷（CH2Cl2），按上述空白實(shí)驗(yàn)（3）的步驟重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程-；用10µL進(jìn)樣器向氣相色譜儀中進(jìn)樣1µL，觀察出峰情況。注意每次進(jìn)樣之前和之后都要用正己烷洗針，芴在16-17min時(shí)出峰。（2）實(shí)驗(yàn)

32、因子二氯甲烷CH2Cl2用移液管移取0.5mL芴樣品于三個(gè)100mL容量瓶中，氮吹至近干，加入3.0g氯化鈉，蒸餾水溶解定容，轉(zhuǎn)移到分液漏斗中，三個(gè)分液漏斗中分別加入10mL，20mL，30mL二氯甲烷萃取。重復(fù)空白實(shí)驗(yàn)（3）的步驟-。6、 光降解實(shí)驗(yàn)（1）對(duì)照：同樣的條件下做四個(gè)平行樣不進(jìn)行光解，用錫紙完全包住降解管，置于黑暗處分別放置0.5h，1.0h，1.5h，2.0h。重復(fù)水萃步驟。（2）準(zhǔn)確移取0.5mL20µg/mL的芴樣品于100mL容量瓶中，平行做五份，氮?dú)獯蹈?，各加入一定量的氯化鈉，蒸餾水溶解定容。用10mL移液管將其轉(zhuǎn)移到100mL光降解管中，用錫箔紙把光降解管的

33、口包住并用封膜封口，放在光解儀中降解。為了保持溫度和pH的恒定以保證實(shí)驗(yàn)是單一因子變量的實(shí)驗(yàn)，光降解儀需要連接冷凝水箱，光降解管置于溫度恒定為25ºC的水中，降接管芴樣溶解氧達(dá)到飽和，pH為66.5，在光強(qiáng)500的條件下，四個(gè)光解管分別光照0.5h，1.0h，1.5h，2.0h。光解完成后取出光解管，把溶液轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中至刻度，之后轉(zhuǎn)移到分液漏斗中，四個(gè)樣品中均加入20mL二氯甲烷，重復(fù)上述水萃取步驟。其他條件不變，把關(guān)照強(qiáng)度分別改變?yōu)?00和700，重復(fù)上述光解過(guò)程和萃取過(guò)程。 向氣相色譜儀中進(jìn)樣檢測(cè)，對(duì)比在同一光照強(qiáng)度下經(jīng)同樣的時(shí)間段后，光照過(guò)的目標(biāo)物和標(biāo)物的峰面積與未

34、照射的面積的變化，以與在不同光強(qiáng)同樣的照射時(shí)間后峰面積的變化。2.5質(zhì)量控制與質(zhì)量保證為了保證方法的準(zhǔn)確性和可行性，本論文通過(guò)全過(guò)程空白實(shí)驗(yàn)考察分析所用儀器和試劑的影響。其次，為了考察方法的準(zhǔn)確度，采用空白加標(biāo)實(shí)驗(yàn)來(lái)控制實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。將硅膠置于馬弗爐中于450灼燒4h，待冷卻至室溫后放入干燥器中密封保存，作為空白樣品備用。稱取5.0g空白樣品放入離心管中，然后準(zhǔn)確加入0.5mL目標(biāo)物的標(biāo)準(zhǔn)混合溶液。待溶劑揮發(fā)完全后加入1g高純銅粉和10mL CH3OH，按照本實(shí)驗(yàn)確定的最佳條件進(jìn)行前處理，最后將提取液用正己烷定容至100L，并加入20L的標(biāo)溶液。將提取液進(jìn)色譜儀分析后，用標(biāo)法以峰面積比定量

35、，求出各目標(biāo)組分的回收率與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。共分兩個(gè)濃度水平(1µg·mL-1和100 ng·mL-1) 進(jìn)行空白加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，每個(gè)濃度水平分別做4個(gè)平行樣。2.6色譜條件本實(shí)驗(yàn)色譜條件為：進(jìn)樣口溫度：250檢測(cè)器溫度：250尾吹流速：30mL·min-1H2壓力：70kPa空氣壓力50kPa載氣為高純氮?dú)庵魉伲?.59mL·min-13 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論3.1 芴工作曲線芴工作系列的濃度，各個(gè)濃度的目標(biāo)物和標(biāo)物的峰面積如表3.1所示，表3-1芴工作曲線濃度系列Table3-1 Fluorene working curve concentrati

36、on series編號(hào)濃度/µg/mL樣品瓶中的量/µg標(biāo)物峰面積As目標(biāo)物峰面積AiAi/As1102204207.5215193.91.05382204215802.5482978.72.29063408207407.711318865.457346012197793.116118568.149258016192539.5212596311.0417做面積比與芴的濃度的關(guān)系曲線，如圖3-1圖3-1 芴工作曲線Fig 3-1 Fluorene working curve 做濃度系列中各樣品瓶中的芴量與面積比的關(guān)系曲線，如圖3-2，圖3-2 芴工作曲線Fig 3-2 Flu

37、orene working curve標(biāo)準(zhǔn)曲線符合實(shí)驗(yàn)要求，R2可達(dá)到0.999，3.2 液液萃取實(shí)驗(yàn)空白實(shí)驗(yàn)（1）全程空白：加入10mL二氯甲烷，約1.7g無(wú)水硫酸鈉，3.0g氯化鈉，不加芴樣品，向氣相色譜儀中進(jìn)樣，觀察出峰，可以看到：空白樣中，沒(méi)有明顯的雜質(zhì)峰出現(xiàn)，不會(huì)對(duì)測(cè)定造成干擾，因此正己烷和蒸餾水都符合實(shí)驗(yàn)要求。（2）芴樣空白：加入一定量芴的儲(chǔ)備液，其他條件同全程空白實(shí)驗(yàn)3.2.1 水萃取實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)因子氯化鈉 四個(gè)樣品中均加入0.5mL20µg/mL的芴樣品，10mL二氯甲烷，分別加入0,1.5g，3.0g，4.5g氯化鈉，觀察目標(biāo)物峰面積的變化以與對(duì)萃取效率的影響。把所

38、得到的目標(biāo)物與標(biāo)物的面積比值代入標(biāo)準(zhǔn)曲線 y=0.3512x+0.2428,求得x值，除以所取的芴的量，即10µg，即可得到萃取效率：x=(y-0.2428)/0.3512， =x/10·100%表3-2 氯化鈉對(duì)萃取效率的影響NaCl的量/g01.53.04.5As1488437.6487123.8490725.4487434.82490231.1487926.9487866.3490061.4均值489334.4487525.4489295.9488748.1Ai1798237.21549186.0238985392371803.92768953.21560731.52

39、404417.82419345.3均值783845.21554958.72397135.82395574.6Ai/As1.7023.1894.8994.901效率/%28.3650.4674.2674.29Table3-2 The effects of sodium chloride on Extraction efficiency00.20.40.60.81.0012345NaCl/gefficiency/%圖3-5 氯化鈉的量與萃取效率的關(guān)系曲線Fig3-5 Relation curves of sodium chloride and Extraction efficiency由圖3-5可

40、知：在二氯甲烷的量一定的情況下，隨著氯化鈉用量的增加，萃取效率越來(lái)越高，但升高的并不明顯，當(dāng)所加入的氯化鈉增加一倍時(shí)，萃取效率僅升高了20%，當(dāng)加入的氯化鈉的量為3.0g時(shí)，萃取效率達(dá)到最大值，即再增大氯化鈉的投加量，效率不再增加。進(jìn)行之后的實(shí)驗(yàn)時(shí)，氯化鈉的設(shè)定量即為3.0g。2 、實(shí)驗(yàn)因子二氯甲烷 四個(gè)平行樣中各加入3.0g氯化鈉，0.5mL芴樣品，分別加入10mL，20mL，30mL，40mL二氯甲烷，進(jìn)行水萃取實(shí)驗(yàn)。進(jìn)樣，觀察各個(gè)樣的出峰以與峰面積的變化，所得數(shù)據(jù)如下表所示：表3-3 二氯甲烷對(duì)萃取效率的影響CH2Cl2/mL10203040As1483336.2486131.74867

41、55.4484892.12484160.5483766.8485231.6484029.2均值483748.4484949.3485993，5484460.7Ai12284026.62943041.52946045.22981553.622302305.72935861.129527032994116.5均值2293166.12939451.32949374.12987835.0Ai/As4.7446.0476.0596.059效率/%72.1190.2390.4191.84 Table3-3 The effects of Methylene chloride on Extraction ef

42、ficiency由以上表格中的數(shù)據(jù)分析可知：隨著二氯甲烷用量的增加，萃取效率也不斷升高，但二氯甲烷達(dá)到一定的量后升高的非常緩慢，由20mL到40mL，當(dāng)二氯甲烷的量加倍時(shí)，效率才升高了2個(gè)百分點(diǎn)，不具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。因此，在該實(shí)驗(yàn)中，二氯甲烷的設(shè)定量為20mL。3.質(zhì)量保證和質(zhì)量控制空白加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)：表3-4列出了兩個(gè)濃度水平（10µg·mL-1和1µg·mL-1）的芴標(biāo)準(zhǔn)溶液加入灼燒過(guò)的硅膠后的空白加標(biāo)回收率。表3-4 空白加標(biāo)回收率與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（n = 4）Table3.2 The blank recoveries and relative st

43、andard deviations (n = 4)目標(biāo)物加標(biāo)量/ng平均回收率/%RSD/%芴50080.328.365083.579.173.3 光降解實(shí)驗(yàn) 準(zhǔn)備9個(gè)100mL容量瓶，編號(hào)1至9，向其中分別準(zhǔn)確轉(zhuǎn)移0.5mL芴樣品，氮吹至近干，加入3.0g氯化鈉，蒸餾水溶解定容。準(zhǔn)備8個(gè)光解管，編號(hào)1至8，分別把容量瓶1至9號(hào)中的溶液轉(zhuǎn)移至光降解管中，使其中的量多于100mL。1到4號(hào)光解管用錫箔紙包住置于黑暗環(huán)境中，分別放置0.5h，1h，1.5h,2.0h,5至8號(hào)光解管置于光降解儀中在光強(qiáng)500W下分別降解0.5h，1.0h，1.5h，2.0h。待降解完全后，各取100mL轉(zhuǎn)移到分液漏

44、斗中，加20mL二氯甲烷，重復(fù)三次萃??；萃取完成后，加入約1.7g無(wú)水硫酸鈉去除分液時(shí)帶出的水分，旋蒸有機(jī)相至近干，將其轉(zhuǎn)移至小樣品瓶中，氮吹至干，加入50µL標(biāo)和50µL正己烷，于氣相色譜儀中進(jìn)樣，通過(guò)對(duì)比峰面積的變化得出芴的光解規(guī)律。 其它條件不變，改變光照強(qiáng)度，使其在光強(qiáng)為600W和700W時(shí)分別降解0.5h，1.0h，1.5h，2.0h。 實(shí)驗(yàn)所得到的峰面積如表3-4所示：光照時(shí)間為0小時(shí)時(shí)，標(biāo)物的峰面積是488306.1，目標(biāo)物的峰面積是3030176.4，記未經(jīng)照射的樣品中目標(biāo)物的峰面積為Ai0，t時(shí)間照射后的樣品中目標(biāo)物的峰面積為Ait。對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行初步計(jì)算

45、，得到各個(gè)光照強(qiáng)度下Ait/Ai0的數(shù)值，如表3-5所示：表3-5 各光照條件下的峰面積Table3-5 The peak area of lighting conditions光照條件0.5h1h1.5h2.0hAsAiAsAiAsAiAsAi黑暗482811.93006566.3482013.43002041.0482709.53006317.3481979.53001176.4500W489232.52262345.7415855.41299971.7443019.3343663.7416431.9207474.1600W441273.31826541408784.1895564.040

46、1963.2267410.6415396127603.9700W471061.21353982.6455947.9903303.7435327.6212190.5427204.591853.3表3-6 黑暗條件下時(shí)間對(duì)光解效率的影響Table3-6 Dark conditions the effect of time on Light degradation efficiency光照時(shí)間/hAi/As芴量/µg-ln(Ct/Co)光解率/%06.24649.30140.56.22729.27460.0028840.2881.06.22819.27590.0027450.27411.5

47、2.06.22806.22689.27579.27400.0027630.0029480.27590.2944由以上數(shù)據(jù)可知：多環(huán)芳烴在黑暗條件下降解很少，可認(rèn)為不發(fā)生降解，因此光照條件下的降解可認(rèn)為全部是由光照引起的。表3-7 光強(qiáng)為500時(shí)光照時(shí)間對(duì)光解效率的影響Table3-7 the effect of time onlight degradation efficiency when light intensity is 500光照時(shí)間/hAi/As芴量/µg-ln(Ct/Co)降解率/%06.24649.30146.9860.54.62427.04340.278129.56

48、61.03.12604.95780.629250.4211.50.77571.68631.707683.1372.00.49821.30001.967887.000 由圖3-7可知，光強(qiáng)500時(shí)芴的光降解速率常數(shù)為0.97。表3-8 光強(qiáng)600W時(shí)時(shí)間對(duì)光降解效率的影響Table3-8 the effect of time onlight degradation efficiency when light intensity is 600光照時(shí)間/hAi/As芴量/µg-ln(Ct/Co)降解率/%06.24649.30146.9860.54.13926.36820.378836.3

49、21.02.19083.65600.554963.441.50.66531.53251.8032584.672.00.30721.03412.186689.66圖3-9 光強(qiáng)600W時(shí)光解效率與時(shí)間的關(guān)系曲線Fig3-9 the Relation curves of Thephotodegradation efficiency and time when Light intensity is 600圖3-10光強(qiáng)600W時(shí)-ln(Ct/Co)與時(shí)間的關(guān)系Fig3-10 the Relation curves of ln(Ct/Co) and time when Light intensity

50、is 600 由圖3-8可知：光強(qiáng)600W時(shí)芴的光降解速率常數(shù)為1.04。表3-9 光強(qiáng)700時(shí)時(shí)間對(duì)降解效率的影響Table3-9 the effect of time onlight degradation efficiency when light intensity is 700光照時(shí)間/hAi/As芴量/µg-ln(Ct/Co)降解率/%06.24649.30146.9860.52.87434.60750.702550.4651.01.98123.36421.017063.831.50.48741.28502.112386.192.00.21500.90582.329190

51、.26圖3-11 光強(qiáng)700W時(shí)光解效率與時(shí)間的關(guān)系曲線Fig3-11 the Relation curves of The photodegradation efficiency and time when Light intensity is 700圖3-12光強(qiáng)700W時(shí)-ln(Ct/Co)與時(shí)間的關(guān)系Fig3-12 the Relation curves of ln(Ct/Co) and time when Light intensity is 700由圖3-10可知：光強(qiáng)700時(shí)芴的光降解速率常數(shù)為1.2。圖3-11為光強(qiáng)700W時(shí)芴的光解色譜圖隨著光降解時(shí)間的增長(zhǎng)，目標(biāo)物芴的峰高越

52、來(lái)越低，而19min左右時(shí)出現(xiàn)的一物質(zhì)的峰高越來(lái)越高，說(shuō)明為芴的一種光降解產(chǎn)物。作各個(gè)光照強(qiáng)度下目標(biāo)物的量與時(shí)間的關(guān)系曲線表3-10不同光強(qiáng)和時(shí)間時(shí)的芴量Table3-10quantity in different light intensities and time光照條件00.5h1.0h1.5h2.0h500w9.30147.04344.95781.68631.3000600w9.30146.36823.65601.53251.0341700w9.30144.60753.36421.28500.9085圖3-13 各光強(qiáng)下芴的量與時(shí)間的關(guān)系曲線Fig3-13 different ligh

53、t intensities the Relation curves of quantity and timePAHs的初級(jí)光解均表現(xiàn)出一級(jí)動(dòng)力學(xué) ( 公式3 - 1 )的變化特征38:-ln()=kpt 式（3-1）其中Ct為t時(shí)刻的PAHs濃度；Co為0時(shí)刻的PAHs濃度；kp為一級(jí)光解速率常數(shù)。當(dāng)Ct=C0/2時(shí)由公式3-1得出PAHs光解半衰期t1/2(公式3-2)： t 1/2= 式（3-2）對(duì)各P A H s 進(jìn)行一級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合， 其相關(guān)系數(shù)R均達(dá)到0.995以上， 表現(xiàn)出較好的一級(jí)光解動(dòng)力學(xué)特征。光強(qiáng)500W時(shí) t1/2=0.71h光強(qiáng)600W時(shí) t1/2=0.66h光強(qiáng)700W時(shí)

54、 t1/2=0.56h由圖3-6到3-9可以看出:（1） 在同一光照強(qiáng)度下，延長(zhǎng)光照時(shí)間，目標(biāo)物的峰面積越來(lái)越小，即目標(biāo)物的濃度越來(lái)越小，也就是目標(biāo)物芴的光降解程度越來(lái)越大；（2） 在同一光照時(shí)間下，光照強(qiáng)度越大，目標(biāo)物的濃度越低，即光降解程度越大，光解效率越高；（3） 在實(shí)驗(yàn)室條件下，光照強(qiáng)度為500和600時(shí)，目標(biāo)物芴的半衰期大于1h，而光強(qiáng)為700時(shí)，芴降解一半只需要0.56h，一小時(shí)之后芴的光降解十分緩慢，兩個(gè)小時(shí)能降解約80%的目標(biāo)物。 光照強(qiáng)度和時(shí)間對(duì)光降解程度有很大影響，適當(dāng)提高光強(qiáng)可加快芴的降解；在一定時(shí)間，光解速率很大，光解程度隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，但是在一定時(shí)間后，速率減小，趨于為零，光解程度基本不發(fā)生變化。4 結(jié)論由于每一天光照強(qiáng)度不同，同一天不同時(shí)段的光照強(qiáng)度液不同，無(wú)法定量控