海水中石油的光化学降解研究

发布时间：2020-04-06 07:53

【摘要】： 过去几十年来,大量的石油通过各种各样的途径进入海洋环境。石油污染已逐渐成为人类所面临的最严重的海洋环境问题之一。石油进入海水会发生各种物理、化学变化。研究表明光化学氧化在石油及其精炼产品风化过程中具有重要意义。 本论文研究了海水中石油水溶部分(WSF)的光化学降解。研究了WSF光降解的动力学过程,同时研究了光源、溶液介质、重金属离子、阴离子、过氧化氢、光敏剂对WSF光降解的影响以及WSF成分和pH的变化。具体结果如下: (1) WSF在不同光源下均能发生光降解反应且符合一级动力学行为,其光降解速率常数随实验条件的改变而改变。 (2)影响WSF光降解的因素 a光源:与黑暗条件下相比,WSF在天然日光及高压汞灯下(300 W、500 W)均能发生光降解,但在高压汞灯下的降解速率大于在天然日光下的降解速率;而在500 W高压汞灯下的降解速率大于在300 W高压汞灯下的降解速率。说明不同的光源对WSF的光降解有一定的影响。 b溶液介质:系统研究了300 W高压汞灯照射下三种介质(去离子水、人工海水、天然海水)中WSF的光降解反应。发现溶液介质对WSF光降解有一定的影响。其中WSF在人工海水中降解速率小于其在去离子水中的降解速率,这可能是由于阴阳离子的作用造成的;而WSF在天然海水中的光解速率大于其在人工海水中的降解速率。 c重金属离子:天然海水中常见的四种重金属离子:Cu2+、Hg2+、Cd2+、Zn2+对WSF的光降解表现出不同的作用,最终的影响是它们与溶液的相互作用的结果。通过改变金属离子的浓度观察发现,不同浓度的重金属离子对WSF光降解的作用有所不同。其中Cu2+在三种介质中均能抑制WSF的光降解;而Hg2+、Cd2+、Zn2+在不同介质中对WSF的光降解影响有一定的差别。 d阴离子:讨论了海水中常见的两种阴离子:CO32-和HCO3-对WSF光降解的影响,结果发现CO32-主要表现为低浓度时对WSF光解起促进作用,高浓度时起抑制作用;HCO3-的作用与其相似,但在天然海水中其对WSF光降解影响变化较大。 e过氧化氢(H2O2):发现过氧化氢对WSF的光降解有一定的促进作用,且随着浓度的增大促进作用有所增大。 f光敏剂:讨论了两种光敏剂:腐殖酸和丙酮对WSF光降解的影响。发现三种介质中腐殖酸对WSF的光降解均有一定的抑制作用,且随着浓度的增大,抑制作用逐渐增强;而三种介质中丙酮在低浓度时可以促进WSF的光降解,高浓度时对WSF光降解有一定的抑制作用。 (3)光降解前后WSF成分的变化通过气-质联用对光降解前后WSF成分变化进行研究发现,光降解后WSF主要成分浓度降低,且主要成分数量减少。 (4) pH的变化 发现光降解过程中WSF溶液的pH均有所降低,但降低的幅度不同,其中天然海水中幅度最小。这可能是由于天然海水中含有的一些物质在光照下反应造成的。
【图文】：

的光能转化为激化能，放出辐射，并物分子的电子激发态的化学转化，它与中的进一步反应在性质上变为热力后，，所发生的初级光反应一般主要包级光反应。团吸收，因为光物理过程迅速把不同的光吸收后的初级反应与波长无关，而率进行。

图 1-1 石油在海洋中的变化总之，进入海洋中的石油经过以上各个过程，以不同的形式存在于海水中，最后被海洋有机体吸收、分解或化学降解。为了研究海水中石油的含量，研究者们开发了许多分析方法，其中主要的有[25]：红外法：特定用于含有 CH、CH2、CH3的化合物或可以用 CCl4从酸性水体中萃取的物质；紫外分光光度法：测量海水中萃取出的共轭聚烯烃和芳烃；荧光法：测量萃取物中的不饱和化合物和芳烃类物质，适宜于测定大洋水和污染较轻的海水以及生物体中的石油烃和沉积物；石英玻璃毛细管柱气相色谱法：测定单一的正构烷烃和用硅胶柱或氧化铝柱以及用氧化铝加顶添装的硅胶柱上预分离的芳烃和烷烃组分；色-质联用：可定性或定量测定单一组分和预选组分；
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：X55

【引证文献】

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本文编号：2616236