论文部分内容阅读
镉(Cd(Ⅱ))被列为最危险的五种环境污染物之一。溶解性有机物如腐殖酸(HA)、药物与个人护理品(PPCPs)等常与Cd(Ⅱ)形成复合污染物影响其去除,同时锰氧化物作为矿物质主要成分对Cd(Ⅱ)有吸附作用,因此研究除溶解性有机物/Cd(Ⅱ)复合污染物在水体中矿物颗粒表面的作用过程具有重要意义。本文通过采用高锰酸钾与双氧水氧化还原反应,制备了纳米水合二氧化锰(HMO)；系统研究了双氯芬酸(DCF)、Cd(Ⅱ)及二者复合污染物(Cd(Ⅱ)-DCF)在HMO表面的吸附行为和作用机制；并进一步探讨HA、Cd(Ⅱ)及二者络合物在HMO表面的分配关系。取得的主要成果有：协同作用与拮抗作用：Cd(Ⅱ)促进DCF在HMO表面的吸附量(从8.26 mg/g上升到10.83 mg/g),DCF抑制Cd(Ⅱ)在HMO表面的吸附量(从174.74 mg/g下降到154.38 mg/g)。DCF在HMO表面的吸附受离子强度影响较大,但Cd(Ⅱ)与其复合体系受离子强度的影响均较弱。DCF在HMO表面的吸附速率随Cd(Ⅱ)的投加而减慢,准一级动力学方程对DCF的吸附动力学拟合效果较好,活化能数值表明其接近物理吸附,而准二级动力学方程对Cd(Ⅱ)和复合污染物的吸附动力学拟合效果较好,同时活化能数值表明其接近化学吸附。HA和Cd(Ⅱ)在HMO表面的分配关系表明：HA和Cd(Ⅱ)的配位数(x)变化较小(x=1.651-1.752),但络合稳定常数(K)呈现出先增大后减小的趋势(logK=1.652-3.548);随着离子强度的增大,K值变化较小,但x值上升。Cd(Ⅱ)和HA络合后降低了HMO对二者的去除效果,且HA更显著地抑制了HMO对Cd(Ⅱ)的吸附效果。XPS结果显示：Cd(Ⅱ)以CdO形式与HMO结合,DCF可能通过-COOH与HMO表面羟基作用。拮抗作用可能归因于Cd(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)-DCF复合污染物对HMO吸附位点的竞争,而协同作用可能是因为Cd(Ⅱ)在DCF的-COOH和HMO的表面羟基之间起阳离子架桥作用。