Vol.29 Suppl 2 梁君等：模型沉积物中POPs的超声波降解 。7。 Mechanical stirrer 物表面的六氯苯反应的几率.这种特性决定了超声 Cooling water Cooling water 波辐射比较适宜处理较大量的沉积物. Thermocouple 60 600 50叶 500 40 400 -Reactor 30 300 PZ.T transducer inside 200 Ti plate Sonicatior 10 100 10 20 50 图1实验装置示意图 沉积物质量g 13分析方法 图2沉积物加入量对六氯苯降解的影响 试样经过滤后，放置在装有硅胶的干燥器中干 2.1.2初始pH值的影响 燥1d,然后用高速溶媒提取装置(ASE-100,Japan 当模型沉积物的加入量为20g时，初始pH值 Dionex Corporation)进行萃取.萃取液再由气体色 对六氯苯降解率的影响如图3所示.当初始pH值 谱质谱仪(GC/MS,Saturn2200,Varian,,nc.)进行 为3.0时，六氯苯的降解率只有20%.这是由于在 分析，其分析条件如表1所示.经验证，经此方法萃 如此低的pH值下，SiO2颗粒易产生聚集而沉淀在 取后模拟沉积物中的六氯苯回收率可达90%以上. 容器底部.图4结果证明pH值越低模拟沉积物颗 表1GCMS分析条件 粒越容易聚集.此种聚集物在超声波辐射下并不能 项目 条件 被有效分解，因为，吸附于固体沉积物表面的六氯苯 萃取剂 己烷 与超声波辐射所产生的微激流之间的碰撞可能性降 温度制度 s0℃1min→(10℃/mim→280℃C5mim) 低了.然而，当H值为5.6时，几乎没有聚集产生. Spli模式 Splitless 这是由于只有当pH值在2~3之间时，水中Si02颗 注入器温度/℃ 250 粒表面的xta电位接近于零，此时颗粒之间的斥 体积/单L 1 力接近于零，易产生聚集. 种类 氦气 载气 流速/(mL"mim-l) 1.2 50 2结果与讨论 2.1单一超声波辐射降解 21.1沉积物浓度的影响 为了研究加入水中的模拟沉积物浓度对六氯苯 0 降解的影响，本实验将固体沉积物中六氯苯的浓度 5.6 3.0 pH 固定为25mgkg,反应器中蒸馏水的体积恒定为 图3初始pH值对六氯苯降解率的影响 500mL,而将固体沉积物的质量变更为10,20和 50g.同时溶液的初始pH值调整为5.6. 六氯苯的降解率和实际的降解量如图2所示. 由图可知，随着沉积物加入量的增加，六氯苯的降解 率并没有太大改变，而其降解量在成比例的增长. 这是因为超声空穴产生于整个反应器，而沉积物加 入量的增加意味着反应比表面积的增加，这也随之 增加了超声辐射所产生的OH基（一种强氧化基，几 (a)pH-5.6 b)pH=3.0 乎可以和任何有机物进行反应)与吸附在模型沉积 图4经1h超声波辐射后模型沉积物的照片图 1 实验装置示意图 1.3 分析方法 试样经过滤后, 放置在装有硅胶的干燥器中干 燥1 d, 然后用高速溶媒提取装置( ASE-100, Japan Dionex Corporation) 进行萃取.萃取液再由气体色 谱质谱仪(GC/MS, Saturn 2200, Varian, Inc.) 进行 分析, 其分析条件如表 1 所示 .经验证, 经此方法萃 取后模拟沉积物中的六氯苯回收率可达 90 %以上. 表 1 GC/ MS分析条件 项目 条件 萃取剂 已烷 温度制度 50 ℃(1 min) ※( 10 ℃/min) ※280 ℃(5min) Split 模式 S plitless 注入器 温度/ ℃ 250 体积/μL 1 载气 种类 氦气 流速/ ( mL·min -1 ) 1.2 2 结果与讨论 2.1 单一超声波辐射降解 2.1.1 沉积物浓度的影响 为了研究加入水中的模拟沉积物浓度对六氯苯 降解的影响, 本实验将固体沉积物中六氯苯的浓度 固定为 25 mg/kg, 反应器中蒸馏水的体积恒定为 500 mL, 而将固体沉积物的质量变更为 10, 20 和 50 g .同时溶液的初始 pH 值调整为 5.6 . 六氯苯的降解率和实际的降解量如图 2 所示 . 由图可知, 随着沉积物加入量的增加, 六氯苯的降解 率并没有太大改变, 而其降解量在成比例的增长 . 这是因为超声空穴产生于整个反应器, 而沉积物加 入量的增加意味着反应比表面积的增加, 这也随之 增加了超声辐射所产生的 OH 基( 一种强氧化基, 几 乎可以和任何有机物进行反应) 与吸附在模型沉积 物表面的六氯苯反应的几率 .这种特性决定了超声 波辐射比较适宜处理较大量的沉积物 . 图 2 沉积物加入量对六氯苯降解的影响 2.1.2 初始 pH 值的影响 当模型沉积物的加入量为 20 g 时, 初始 pH 值 对六氯苯降解率的影响如图 3 所示 .当初始 pH 值 为 3.0 时, 六氯苯的降解率只有 20 %.这是由于在 如此低的 pH 值下, SiO2 颗粒易产生聚集而沉淀在 容器底部 .图 4 结果证明 pH 值越低模拟沉积物颗 粒越容易聚集.此种聚集物在超声波辐射下并不能 被有效分解, 因为, 吸附于固体沉积物表面的六氯苯 与超声波辐射所产生的微激流之间的碰撞可能性降 低了.然而, 当 pH 值为 5.6 时, 几乎没有聚集产生. 这是由于只有当 pH 值在 2 ～ 3 之间时, 水中 SiO2 颗 粒表面的 zeta 电位接近于零 [ 6] , 此时颗粒之间的斥 力接近于零, 易产生聚集. 图 3 初始 pH值对六氯苯降解率的影响 图 4 经 1 h 超声波辐射后模型沉积物的照片 Vol.29 Suppl.2 梁 君等:模型沉积物中 POPs 的超声波降解 · 7 ·