一种预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法与应用

本发明属于环境化学和环境污染治理的，特别涉及一种预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法与应用。

背景技术：

1、随着工农业的快速发展，工业废物、农药、化肥及药物的环境输入不断增加，具有高毒性、高累积、难降解、可远距离迁移的弱酸类有机污染物越来越多的进入自然环境中，对生态和人类健康造成潜在的负面影响。腐殖酸是土壤的主要成分，含有苯环、羟基、羧基等复杂的结构，可以与弱酸类有机污染物发生吸附相互作用而改变其迁移、转化和归趋，进一步影响弱酸类有机污染物的生物积累性和生物毒性。但是，腐殖酸对弱酸类有机污染物的最大吸附容量需要经过等温吸附实验确定，过程繁琐，复杂。

技术实现思路

1、本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法。

2、本发明的再一目的在于提供上述预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法的应用。

3、本发明的目的通过下述技术方案实现：

4、一种预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法，包括如下步骤：

5、(1)向腐殖酸溶液中加入弱酸类有机污染物，充分搅拌混合，完成腐殖酸对弱酸类有机污染物的吸附；通过改变弱酸类有机污染物的种类和浓度，得到最大吸附容量，建立最大吸附容量与∣δpka∣之间的线性关系，得到方程式，其中x为∣δpka∣，y为预测的最大吸附容量；

6、(2)通过待测弱酸类有机污染物的pka，算出其与腐殖酸间的∣δpka∣，依据步骤(1)所得方程式，预测得到待测弱酸类有机污染物的最大吸附容量。

7、步骤(1)中所述的腐殖酸溶液优选为通过如下步骤配制得到：向含有0.1mol/lnacl和0.01mol/l naoh的溶液中加入腐殖酸颗粒，搅拌使其充分溶解，再用1mol/l hcl溶液调节ph值为6～7。腐殖酸含有大量的弱酸类基团，不易溶于中性或酸性溶液，因此使用碱性溶液加速溶解，并用稀盐酸溶液调节ph值至自然条件下的ph值，加入nacl以模拟自然条件下的离子强度。

8、所述的腐殖酸溶液的浓度为40～60mg/l；更优选为50mg/l。

9、所述的ph优选为6.5。

10、步骤(1)中所述的充分地搅拌混合的条件优选如下：于100～150rpm、24～26℃黑暗条件下反应60～80h；更优选如下：于120rpm、25℃黑暗条件下反应72h。

11、步骤(1)中的所述的弱酸类有机污染物包括但不限于扁桃酸、2-萘甲酸、苯甲酸、对硝基苯酚、2,3-二氯苯酚、对羟基苯乙酮和苯酚。

12、步骤(1)中所述的浓度优选为0.003～0.24mmol/l；更优选为0.003、0.009、0.015、0.021、0.027、0.033、0.039、0.045、0.051、0.06、0.07、0.09、0.12、0.16、0.2、0.24mmol/l。

13、步骤(1)中所述的得到最大吸附容量的步骤如下：将完成腐殖酸对弱酸类有机污染物的吸附的溶液过0.22μm的水系膜，除去析出的腐殖酸，然后将过滤液用高效液相色谱测量其中的弱酸类有机污染物含量，计算吸附量，进一步获得最大吸附容量。

14、上述预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法可以为含有弱酸类有机污染物废水的吸附处理提供吸附剂，为预测弱酸类有机污染物在土壤和河流中的迁移，降解过程提供理论支持。

15、原理：本发明利用腐殖酸分子中含有大量的含氧官能团如羧基、羟基、酮基以及苯环的性质，可以与弱酸类有机污染物形成氢键，电荷辅助氢键等弱相互作用，从而对弱酸类有机污染物进行吸附，影响其生物积累和生物毒性的特征。表征腐殖酸分子和弱酸类有机污染物酸解离能力之差的∣δpka∣会影响两者之间弱相互作用强度，将两者间的∣δpka∣与最大吸附容量联系起来，建立两者之间的线性相关关系，从而预测腐殖酸对弱酸类有机污染物的最大吸附容量。本发明预测过程简单，准确率高，应用领域广泛，实用价值高。

16、本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

17、本发明提供的预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法预测过程简单，准确率高，应用领域广泛，实用价值高；具体为：

18、(1)本发明解决了含有弱酸类有机污染物废水在吸附处理时吸附剂的优选问题。

19、(1)本发明解决了腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量测定过程复杂繁琐，时间和经济成本高的问题。

20、(2)本发明解决了腐殖酸与弱酸类有机污染物之间相互作用强度顺序难以预测的问题，通过对比最大吸附容量的大小，可以间接预测相互作用强度的顺序。

21、(3)本发明为弱酸类有机污染物进入自然环境后，预测生物积累性与生物毒性的改变提供理论基础。

22、(4)本发明预测过程简单，准确率高。

技术特征：

1.一种预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法，其特征在于包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法，其特征在于：

4.根据权利要求2所述的预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法，其特征在于：

9.权利要求1～8任一项所述的预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法在含有弱酸类有机污染物废水的吸附处理提供吸附剂，或是预测弱酸类有机污染物在土壤和河流中的迁移和降解中的应用。

技术总结
本发明公开了一种预测腐殖酸对弱酸类有机污染物最大吸附容量的方法与应用。本发明通过向腐殖酸溶液中加入弱酸类有机污染物，充分搅拌混合，完成腐殖酸对弱酸类有机污染物的吸附；通过改变弱酸类有机污染物的浓度和种类，得到最大吸附容量，建立最大吸附容量与∣ΔpK<subgt;a</subgt;∣之间的线性关系，得到方程式；通过待测弱酸类有机污染物的pK<subgt;a</subgt;计算出其与腐殖酸间的∣ΔpK<subgt;a</subgt;∣，依据前述方程式，预测得到待测弱酸类有机污染物的最大吸附容量。本发明预测过程简单，准确率高。

技术研发人员：张思玉,娄文豪,赵青,张雪娇
受保护的技术使用者：广东省科学院生态环境与土壤研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29