纳米银在湘江水体中的迁移转化及对沉积物重金属的影响研究

摘要

随着银纳米材料被广泛应用于临床医疗、食品包装、水质净化、美容产品及纺织产品等各方面，其在生产、使用以及废弃的过程中被释放到水体环境中的机会大大增加。银纳米材料做为一种新的环境污染物，不仅会对水体中的各种生物产生毒性，同时还有可能影响到水体中其他重金属的形态及分布。本研究选择被重金属污染的湘江上覆水和沉积物作为实验对象，研究银纳米材料在重金属污染水体中的迁移转化，并考察其对沉积物孔隙水中重金属的影响。
　　本研究利用化学方法合成了无包裹的纳米银和分别用柠檬酸三钠和 Tween80包裹的银纳米材料，并采用紫外可见分光光度计、流体动力学直径分析和表面电荷分析对合成的银纳米材料进行表征，结果表明，本研究成功合成了粒径分别为26.10±0.94、27.46±0.91和30.12±0.76 nm、表面电荷分别为-25.6 mV、-15.2 mV和-6.7 mv三种银纳米颗粒。采用这三种成功合成的银纳米颗粒，研究了纳米银在重金属污染上覆水及沉积物中的迁移转化，发现包裹物质会显著影响银纳米材料在重金属污染上覆水及沉积物中的迁移转化，Tween80包裹的纳米银可以在水中存在更长时间而不聚集，而无包裹的纳米银和柠檬酸三钠包裹的纳米银则更容易与水体中的有机物反应从而发生聚集。沉积物中银的纵向分布的实验证明了Tween80因为更稳定不易聚集，所以能够渗透到沉积物深层，而无包裹的纳米银和柠檬酸三钠包裹的纳米银则主要集中在沉积物的表层，三种银纳米材料最终大部分都位于表层0-3 cm深度区间。
　　通过测定沉积物孔隙水中铜、锌、铅、镉和汞的浓度，加上环境扫描电镜能谱分析得知，银纳米材料在沉积物孔隙水中通过异聚集及吸附的作用，影响了重金属的浓度和形态，电镜能谱分析结果表明，沉积物孔隙水颗粒物质中汞和银含量具有线性关系，可能是生成了银汞齐。

目录

第1章 绪 论

1.1 银纳米材料概述

1.2 银纳米材料在水体中的环境行为

1.3 水体中重金属污染现状

1.3.3 水体重金属污染的处理技术

1.4 复合污染

1.5 本课题的研究目的及内容

第2章 银纳米颗粒在重金属污染水体中的迁移转化

2.1 前言

2.2 材料和方法

2.3 结果与讨论

2.4 小结

第3章 银纳米材料对沉积物重金属的影响研究

3.1 实验仪器与试剂

3.2 实验方法

3.3 结果与讨论

3.4 小结

结论

1. 研究结论

2. 研究展望

参考文献

附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录

附录B 攻读硕士学位期间所申请国家发明专利目录

致谢