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吸附作用是影响有机污染物在环境中迁移转化、归宿和生物生态效应的主要因素之一。为控制和修复环境中的有机污染,需要了解和调控有机污染物在土壤、沉积物等固体颗粒上的吸附行为。环境中共存的表面活性剂,会显著影响有机污染物在固体颗粒上的吸附。因此,可以利用表面活性剂调控其吸附行为,达到控制和增效环境中有机污染的目的。本论文研究了表面活性剂对几种典型抗生素污染物在固体颗粒天然沉积物及碳纳米管)上吸附行为的影响,探讨了其影响机制。论文取得的研究结果如下: 1、总结了环境中抗生素和表面活性剂的污染情况;综述了吸附动力学及热力学的主要模型,以及如何通过对抗生素吸附的动力学和热力学过程进行拟合来探讨吸附机理;概括了影响有机污染物吸附作用的主要因素,为以后的研究工作提供理论参考。 2、通过静态吸附实验,研究了含氟表面活性剂全氟辛烷磺酸(PFOS)存在下环丙沙星(CIP)在沉积物上的吸附特性,并从动力学及热力学角度探讨了CIP的吸附作用机理。结果表明,吸附过程符合准二阶动力学方程,且拟合效果好;吸附等温线符合Henry线性模型,表明吸附过程为表面分配作用,热力学参数ΔG值的大小也表明物理吸附占主导,PFOS促进CIP的吸附;CIP在PFOS的影响下在三种不同处理沉积物上的吸附量大小顺序为HCl处理>原始样>H2O2处理,表明有机质含量对吸附起重要作用;CIP在不同沉积物上的吸附及解吸实验表明,PFOS与有机质含量影响了CIP的滞后程度。 3、考察了不同环境条件(pH及离子强度)下,不同浓度及不同种类表面活性剂(SDBS、CTAB、Tween-60)对依诺沙星(ENX)在沉积物上吸附行为的影响。结果表明:ENX在天然沉积物上的吸附符合Henry方程,三种表面活性剂对 ENX的吸附有不同程度的抑制作用,其中阴离子(SDBS)及阳离子表面活性剂(CTAB)对ENX吸附强度的影响较非离子表面活性剂(Tween60)大;当pH=4.1,ENX的吸附强度最强,当pH=7.5及9.1时,ENX的吸附偏弱。在所考察pH条件下,阴离子、阳离子和非离子表面活性剂(SDBS,CTAB,Tween60)对 ENX吸附的抑制强度顺序为SDBS>CTAB>Tween60;在阳离子表面活性剂(CTAB)对ENX吸附的抑制实验中,离子强度起到促进作用,离子强度越大,CTAB对ENX吸附的抑制作用越大。 4、以多壁碳纳米管(MWNTs)为吸附剂,研究不同表面活性剂(SDBS、CTAB、Tween-60)对磺胺二甲嘧啶(SM2)吸附的影响,探讨了pH及离子强度在其中所起的作用。结果表明:MWNTs对SM2的吸附是一个快速的吸附过程,吸附动力学过程符合准二级动力学方程;在吸附等温线实验中,阳离子表面活性剂CTAB在低浓度时抑制SM2在MWNTs上的吸附,高浓度时显著促进SM2的吸附,而阴离子(SDBS)及非离子表面活性剂(Tween60)在实验浓度范围内均对SM2在MWNTs上的吸附起到抑制作用;在离子强度对CTAB和SM2竞争吸附的影响实验中发现,离子强度越高,CTAB对SM2在MWNTs上吸附的促进作用越显著。 本文所取得的成果具有重要的环境意义和一定的科学意义,不仅可揭示固体颗粒物上抗生素与周围水溶液之间复杂的界面反应过程,还可为抗生素污染防止、控制与治理提供理论依据。