文档介绍：哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
高氯酸盐作为一种新型的持久性污染物,具有易迁移、难降解及高稳定性等
性质,其环境污染问题越来越受到人们的关注。当前国内外科学工作者对高氯酸
盐的研究多集中在来源解析、污染现状调查、检测方法改进、生理毒理及污染水
体的修复技术上。
本研究采用固相萃取(SPE)法对微痕量高氯酸盐进行前处理富集,联合离子
色谱(IC)检测建立分析方法。在此基础之上,选取哈尔滨地区具有代表性的采
样点对地下水中高氯酸盐进行分析,得到哈尔滨地区地下水中高氯酸盐的含量及
分布情况。与此同时,结合地下水中氨氮、氟离子和 TOC 的含量对哈尔滨地下水
水质进行评价。
通过进行单因素试验,优化影响离子色谱检测效果的主要影响因素得到最优
条件:淋洗液浓度 45mmol/L,淋洗液流速 ,抑制电流 110mA,柱温 30℃;
该条件下高氯酸盐溶液进样为 50μL 时, 在 100-1500μg/L 具有良好的线性,相关系
数为 ,检出限为 20μg/L。
通过对比试验,选择 AgelaPWAX 作为固相萃取柱,运用正交试验对影响固相
萃取效果的因素进行优化,得到最优条件:进样流速 4mL/min,洗脱液 pH=13,
洗脱液流速 5mL/min,柱温 30℃;在最优条件下,1L 水样可以成功浓缩至 6mL。
建立 SPE-IC 高氯酸盐检测方法,方法的检出限(LOD)为 120ng/L,方法的定量
限(LQD)为 600ng/L,运用美国环保署推荐的方法进行检测方法的质量控制。
采样点地下水的检测结果表明哈尔滨地区地下水中高氯酸盐含量较低,浓度
范围为 -,其中香坊区向阳乡金家村未检出,最大浓度出现在松北区吕
刚屯为 ,平均浓度为。阿什河漫滩地区为地下水高氯酸盐含量较
高区域,七个沿阿什河分布的采样点浓度均值为 ,是平均浓度的
倍,该地区易污染性的水文地质条件造成了这一结果。结合氨氮、氟化物和 TOC
的含量对地下水水质进行评价,结果表明,氨氮浓度范围为 -,%
的采样点氨氮浓度大于标准中的阈值 ;氟化物浓度位于 -
之间,低于健康饮用浓度的下限 ;而 TOC 的浓度介于 -,
4mg/L 以上浓度的比例占到 %,说明地下水中受到较为严重的有机物污染。
此外,对二氧化钛光催化还原高氯酸盐进行了初步探索,考察了催化剂种类、
制备方法及其他因素对催化效果的影响,并尝试阐述了光催化还原高氯酸盐的机
理。二氧化钛光催化还原高氯酸盐的研究发现,分别以甲酸、甲醇和甲醛做空穴
-
捕获剂,甲酸做空穴捕获剂的还原效果最好,并且当甲酸和 ClO4 的物质的量比为
150:1 时可取得最优的还原效果;掺杂金属离子 Fe3+、Pt4+的催化剂催化效果优于
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TiO2,在一定范围内,还原效果随着掺杂金属量的增加而提高,掺杂量 1%的
3+
Fe /TiO2 反应 8h 对高氯酸盐去除率为 %,而 %和 %的去除率为 %
和 %;煅烧温度对于催化剂效果影响较大,对比分别在 400℃、500℃、600℃、
700℃煅烧的催化剂的还原效果,结果表明,煅烧温度为 500℃时可得到最好的催
化效果;溶液中高氯酸盐的初始浓度对还原效果也有一定影响,当初始浓度增加
时可以提高被还原的高氯酸盐的绝对量。

关键词:高氯酸盐;地下水;固相萃取;离子色谱;二氧化钛

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Abstract
As a new type of persistent pollutant, perchlorate is easy to transfer, hard to be
degraded and has very high stability. Nowadays, research on perchlorate both at home
and abroad focuses on the origin, status of pollution investigation, improvement of
detection methods and physi