究
第29卷3期
】999年7月
青岛海洋大学
JOURNA[_OFOCEANUNIVERSITYOFQlNGDAO
水中二苯并噻吩的光化学氧化动髦海水中二苯并噻吩的光化学氧化动力学研究场桂明高先地许高；矗生琳尸7 】青岛海洋大学瓦；院，青岛.256.c3_海洋水产研究新，烟台.254.0∞
摘要实骏研究灭然海水中二苯并嚷吩豹光化学氧化的动力学.结果发现.二苯并噻吩光化字
氧化的速率会受到介质，光敏剂，重金属离子以及辐射强度的影响其一级反应速率常数为09× 10～1.8×10s.cu.和Hg上能明显加快二苯并建畸的光氧化速率.光源离反应容器越近，其
降解速率越大溶解氧的含量越低，二苯并哮吩的光降解速率越慢，这说明溶解氧参与了二苯并唾
吩的光氧化过程.由此证实.光化学过程是二苯并噻吩在海水中迁移变化的重要选径;
关键词二堇堕进坐堂基主匕；动力学；海水
中冒法分类号P734
硫杂稠环芳烃是原油，煤炭等的常见组分.囤其比不含玩的稠环芳烃具有更强的致癌眭和
诱变I生.有关其在环境中的分布和迁移变化已引起人们的高度重视通过溢油，陆地径流，燃烧
过程和大气沉降.硫杂稠环芳烃可被最终输送到海洋环境中去一些研究者已在大气颗粒物
中，海洋环境中以及生物体中检测出了硫杂稠环芳烃.Adlard等人_1最先使用含硫有物来
示踪海洋沉积物中的石油来源.Warner【2最先自海洋样品中检测出了苯并噻畸，二苯并噻吩,
苯并萘并噻吩以及它们的衍生物其发现石油中的含硫组分可被优先富积于海洋环境中例
如在溢油上爬过的等足类甲壳动物中设富积的含硫组分为其它不含硫的石油组分的5倍.K一
ra等人0测定r日本近海中的二苯并噻吩，并用之作为海洋环境中有机物污染的示踪剂
近.作者对中国南沙岛海区沉积物中的硫杂稠环芳烃(包括苯并噻吩和二苯并噻吩)进行了
分析，结果表明，此海区中普遍含有硫杂稠环芳烃.它的来源途径主要包括石油污染，大气沉降
和海底油渗"].迄今为止.人们对于海洋环境中硫杂稠环芳烃的研究仍然局限于含量的测
定，而有关其在海洋环境中的迁移变化规律却研究得很少.特别是关于其在海洋中的光化学氧
化的研究仍然属于空白事实上.光化学氧化是海洋污染物迁移变化的重要途径之一Ls.一.通过
光化学氧化，海洋的许多有机污染物可被降解和转化.
本文选择海洋环境中最常见的硫杂稠环芳怪一一二苯并噻嗡为特征污染物.研究了其在
海水条件下的光化学氧化的动力学.为进一步了解硫杂稠环芳烃在海洋中的光解模式和迁移
变化规律作了有益探索,
1实验部分
国家自然科学基生课题({9706070)和山东省自爨科学基金课题(q97E04145】资肋啦稿日期:1999一o108l修订日期1鲫9.3一o8
扬桂朋.男.1963圭三11月出生.教授.博士
贝勒斯日
撕佳目等：海小中一革井噻崎的光化誊氰化动七学研究
ll试剂实验所用的化学试剂.如二苯并噻吩，蒽酲,CuCI!,ZnCI:,CdCI:,HgCI：等.均为分析纯，用之配标准溶液
海水腾虢质的提取和分离按暇文献方法进行.最后分级成腐殖酸(HA)和富里酸(FA)
天然海水取自中国东海，经022t*m滤膜过滤，以去掉其巾的微生物(包括细菌)和颗粒虚拟桌面专家
物.井经强紫外灯照射后使用.以进一一步f除微生物的影响
1.2仪器GC一14A气相谱仪(日本岛津公司);HI一2叵流泵'上海市沪西仪器厂);PHS
3c酸度计(海雷磁仪器厂);200W高压汞灯'南京灯泡广),
13光氧化实验方法光反应容器为内径3.0cm.长15cm的圆柱形硼硅酸盐玻璃容器.其
有效容积100mL.在该反应器上方20cm处放置高压汞灯用硅橡胶管将反应容器，恒流泵连
成循环系统光降解实验时.将反应液300mL放八储存容器(唰底烧瓶)中，保持恒温2j±
0.5C一通入空气使之饱和，渊pH至一定值(海水的pH为8.0，蒸馏水的pH为60)，反应液
由二苯并噻吩，光敏剂，金属离子和天然海水(或蒸馏水)组成=：苯并噻吩的起始反应浓度为
1.0mg/L；腐殖酸(光敏剂)的浓度为2mg/L；金属离子(Cu,Zn.Cd.Hg:)的浓度均为
5~mol/I.准备就绪后，开启恒流泵.使反应液在整个实验过程中于系统内循环.流速1OmL
min一
由于反应容器和硅橡胶管内壁会对二苯并噻吩产生吸附作用，所以在进行光氧化
实验之
前，需对其进行吸附平衡时间的实验结果表明，经过30min后，吸附达到平衡.二苯并噻吩在
系统内壁上的吸附量约占其初始反应量的3～5.此数值作为空白扣除，待吸附达到平衡
后，打开高压汞灯，并开始计时.每隔一定时间测定反应随中二苯并噻吩的浓度，此外.我们还
进行了黑暗对照下的实验，结果发现在暗处反应瓶中的苯
并噬吩，其浓度基本没有变『七
1.4样品分析反应液中的二苯并噻吩经正已烷萃取舌(正
已烷与反应液的体积比为l:lo).直接进行气相谱分析.所
用仪器为GC一14A气相谱仪，各有火焰光度检测器(FPD).
SP!一l4分流与不分流进样器.CR4A数据处理机谱眭为
032millx25m×51amOV一101弹性石英柱(澳大利亚SGE公
司)，采用程序升温方法.柱的初始温度和最终温度分别为
80C和250(,.载气为高纯He.流速0.8mL/min；尾吹气为高
纯:.流速20mL/min：空气和H：的流速均为45m!/min.在
此条件下，二苯并噻吩的检删限为0.1ngS对5个苯并噻吩
试样的重复分析表旧.方法的精密度(即平均值的相对标准偏
城市表层土壤重金属污染分析
差)为5.
2结果与讨论
l|苯并噻吩主要吸收波长<30Onto的紫外光.其最大吸
收波长为230nm，实验所用的高压汞灯能够产生波长在2j0～
5EICnm之闻∞光..通的硼硅酸盐玻璃只能透过波长>-3OChre的光].这样.为有效地引
发苯并噻吩的光化学氧化反应.需要应用台适的光敏剂文献上.常用于引发有机光反应的
)亡敏剂主要包括芳香酮(如苯己酮，一苯甲酮)，蒽醌，腐殖酸，黄素，蝶啶，吲噪，染料
(如一破甲
蓝，玫瑰红)等"本研究中作者比较r茁醌，腐醛酸，富里酸对苯并噻吩光氧化的敏化能
力一困这一：种物质是海水中常见的有机物～.实验结果如图1所示由图1可见不的光
敏剂全对二苯并噻吩的光氧化速率产生较大的影啊三种光敏剂的敏化能力依次为：蒽酣>；悔
殖酸>；富旦酸富里酸具有最小的敏化能力.其原因可能是由于富里酸分子巾含有较少∞芳香
烃在对二甲基硫进行的光化学氧化研究巾.Brimblecombe和ShooterI也发现.与倚殖酸相
红丝带网比.蒽具有更强的敏光能力我们的结果与其?致,
在下面的研究巾，我们只应用腐殖酸作为光敏剂来研究在不同的实验条件下二苯并噻吩
的光化学氧化速率.实验结果如罔2所示
/I/三/.-
i一蔓
一
噻吩
"
0¨
i一
¨
dI
IJ
一
L
0t
L●
山东大学学生之家
3In(c一,c)与反应的关系
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议