典型季胺鹽化合物分析方法建立及其吸附淋溶行為.pdf

1、礦區(qū)存在嚴(yán)重的重金屬、酸性廢水和有機(jī)礦山藥劑污染,但國(guó)內(nèi)外學(xué)者著重于前兩者的研究,而忽略后者。十二烷基三甲基氯化銨DTAC、十六烷基三甲基溴化銨CTAB及雙十二烷基二甲基氯化銨DDAC是典型的季胺鹽類(lèi)化合物(QACs),被廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、礦冶浮選等各領(lǐng)域,但國(guó)內(nèi)外關(guān)于其環(huán)境行為和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本文建立并優(yōu)化了水體和土壤中三種典型QACs的檢測(cè)方法,并采用吸附實(shí)驗(yàn)和土柱淋濾實(shí)驗(yàn)研究不同土壤對(duì)QACs的吸附特性及QACs在土

2、壤中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,初步查明QACs在土壤中的環(huán)境行為,為毒性礦山藥劑污染土壤的修復(fù)提供了科學(xué)依據(jù)。本論文的主要研究結(jié)果如下:
　　建立了水中3種典型QACs(DTAC、CTAB、DDAC)的液液萃取-氣相色譜/質(zhì)譜的檢測(cè)方法。水樣經(jīng)HCl調(diào)節(jié)pH值為1.5、30％NaCl溶液調(diào)節(jié)鹽度為3%,采用5mL三氯甲烷萃取2次后過(guò)膜測(cè)定,3種目標(biāo)化合物的線性范圍在0.01-2.0mg/L之間,檢出限LOD(S/N=3)為2.5~8.5μg

3、/L。該方法應(yīng)用于自來(lái)水、湖水、河水、選礦廢水樣品的檢測(cè),3種目標(biāo)化合物的含量在0.06～2.45 mg/L之間,加標(biāo)回收率在65%~113%之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.8%~23.0%之間。
　　建立了超聲波萃取-氣相色譜/質(zhì)譜同時(shí)測(cè)定土壤中3種典型QACs(DTAC、CTAB及DDAC)的分析方法。最佳萃取條件為以甲醇為萃取劑,調(diào)節(jié)其pH值為3.5,直鏈烷基苯磺酸(LAS)濃度為40μg/L,超聲萃取2次、20min/次,萃取后采

4、用中性氧化鋁柱(長(zhǎng)4cm、徑長(zhǎng)1cm)凈化。3種目標(biāo)化合物的線性范圍在0.02～2.0mg/L之間,方法檢出限LOD(S/N=3)為1.2～4.5μg/kg。該方法應(yīng)用于大寶山尾礦渣及周邊水稻土、赤紅壤等樣品的測(cè)定,目標(biāo)化合物的含量在0.24-0.41mg/kg之間,加標(biāo)回收率在76%~113%之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.1%~12.9%之間。
　　吸附試驗(yàn)結(jié)果表明,QACs可迅速(<60min)吸附在土壤和沉積物中,均能很好的擬合二

5、級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。DTAC,CTAB及DDAC吸附到水稻土上均可分為快速吸附階段(<30min)、緩慢吸附階段(30~60min)及吸附平衡階段(>60min)。水稻土對(duì)DTAC、CTAB及DDAC的吸附高低順序依次為DDAC>CTAB>DTAC。DTAC在5種不同土壤/沉積物上的吸附等溫線可較好地?cái)M合Freundlich方程和Langmuir方程,顯示出DTAC在土壤/沉積物上主要是單分子層吸附,且DTAC的吸附容量和吸附結(jié)合能與吸附

6、劑的粘土含量及總鉀量呈正相關(guān)。土水分配系數(shù)值與土壤/沉積物中的粘土含量呈正相關(guān),表明在較低粘土含量的土壤或沉積物中,DTAC有較高的流動(dòng)性和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。X射線衍射(XRD)和傅里葉紅外光譜分析(FTIR)分析表明,QACs與土壤/沉積物表面上的粘土礦物先發(fā)生陽(yáng)離子交換,其次QACs通過(guò)與吸附劑上的功能團(tuán)(如C=O鍵與C-H鍵)間的配位鍵和氫鍵進(jìn)行分配作用;QACs吸附于土壤及沉積物的礦物表面,而不是插入到他們的夾層空間;QACs在土壤/沉