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

1、溶解態(tài)有機(jī)磷廣泛存在于自然水體之中，其通過(guò)生物礦化和化學(xué)分解轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)磷是造成水體富營(yíng)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(duì)水體中有機(jī)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(diǎn)，首先研究其對(duì)水體中苯酚的降解動(dòng)力學(xué)過(guò)程，在明確反應(yīng)機(jī)理的基礎(chǔ)上，又進(jìn)一步研究了硝酸根光化學(xué)活性對(duì)水體中有機(jī)磷形態(tài)轉(zhuǎn)化過(guò)程的影響。本研究將有助于系統(tǒng)認(rèn)識(shí)湖泊水體磷素循環(huán)，為調(diào)控水體關(guān)鍵營(yíng)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(yáng)光，探討了苯酚在硝酸根、亞硝酸根光誘導(dǎo)下的降解動(dòng)力學(xué)過(guò)程。結(jié)果表明，苯酚降解符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)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(jìn)一步考察了溶液pH、腐殖酸濃度對(duì)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(duì)反應(yīng)產(chǎn)生明顯抑制作用。同時(shí)采用對(duì)苯二甲酸作為羥基自由基分子探針，檢測(cè)到苯酚光降解過(guò)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(duì)硫磷(C-O-P)為有機(jī)磷代表，開(kāi)展了模擬太陽(yáng)光照下，硝酸根光化學(xué)活性對(duì)有機(jī)磷形態(tài)轉(zhuǎn)化影響的研究。甲基對(duì)硫磷紫外可見(jiàn)吸收光譜圖結(jié)果顯示:隨光照時(shí)間的延長(zhǎng)，甲基對(duì)硫磷特征峰強(qiáng)度在不斷降低，并伴隨新峰出現(xiàn)。同時(shí)利用離子色譜法檢測(cè)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(duì)硫磷在反應(yīng)過(guò)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(duì)反應(yīng)過(guò)程的影響。當(dāng)甲基對(duì)硫磷自身濃度較高或加入腐殖酸，會(huì)對(duì)光化學(xué)轉(zhuǎn)化產(chǎn)生抑制作用;而提高體系中Fe3+濃度會(huì)促進(jìn)甲基對(duì)硫磷的間接光解。由于研究采用的有機(jī)磷代表——甲基對(duì)硫磷，其結(jié)構(gòu)中包含P=S鍵，在模擬太陽(yáng)光照下較為穩(wěn)定，因此難以實(shí)現(xiàn)有機(jī)磷向無(wú)機(jī)磷的完全轉(zhuǎn)變。
　　(3)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊水體中磷的光化學(xué)轉(zhuǎn)化進(jìn)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(jī)磷向無(wú)機(jī)磷轉(zhuǎn)化。紫外光光照、太陽(yáng)光光照及暗反