不同环境因子对纳米TiO2颗粒聚沉及迁移的影响开题报告

1. 研究目的与意义

纳米级二氧化钛作为大量生产的金属氧化物纳米材料之一，由于纳米级材料表现出的超高的能力，已经越来越多的被应用于各种领域和商业产品，包括催化业，遮光剂，涂料，绘画颜料，和染料。由于纳米二氧化钛的大量的生产以及其广阔的应用，一些二氧化钛无法避免地释放到自然水体环境中。然而，大量的证据表明了人工二氧化钛暴露在水生生物的不利影响，这些水生生物包括微生物，藻类，无脊椎动物和鱼类。此外，最近的研究表明纳米二氧化钛可以促进共生污染物的迁移，并且通过吸附环境污染物并之后被微生物消化后大大地增加了它们对自然生态系统的危害，这使得就评估二氧化钛暴露的环境风险非常的重要，因此要研究它与其它环境污染物接触的直接影响和可能的间接的影响。实际上，二氧化钛由于它的较好的表面性能和在自然环境下能够轻易地结合污染物到它的表面的能力已经被广泛的作为有机和无机污染物吸附研究的矿物模型，这些污染物包括高毒性的海洋防污漆的化合物三丁基锡，放射性同位素，三氧化二砷。因此，为了合理的评估环境中人工纳米二氧化钛释放和积聚，我们必须彻底的研究纳米二氧化钛在自然环境下的团聚与迁移，这是风险评估的重要组成部分。

本课题主要通过石英砂柱实验来模拟纳米二氧化钛在土壤中的团聚与迁移的规律。通过加入有机酸，来模拟自然环境中生物酸对纳米二氧化钛迁移的影响，以及探究在含有有机酸的情况下，不同化合价的正离子的电解质氯化铵，氯化钙对纳米二氧化钛的沉降与迁移的影响，最后评估在不同pH值，有机酸对纳米二氧化钛团聚以及迁移的影响。

2. 研究内容和预期目标

（1）探究不同环境因子对纳米二氧化钛颗粒聚沉及迁移的影响

（2）由于土壤中含有铁、铝等金属离子的存在，故在石英砂包带铁中模拟纳米二氧化钛在其中的迁移情况

（3）探究有机酸对纳米二氧化钛颗粒在石英砂中的迁移情况

3. 研究的方法与步骤

（1）研究在氯化铵为电解质时，腐殖酸对纳米二氧化钛在饱和多孔介质中迁移的影响

（2）探究在不同价态离子铵根离子，钙离子下，腐殖酸纳米二氧化钛沉降以及在饱和多孔介质中迁移的影响

（3）研究在ph值下，腐殖酸对纳米二氧化钛在饱和多孔介质中迁移的影响

4. 参考文献

[1]方婧,周艳萍,温蓓.二氧化钛纳米颗粒对铜在土壤中运移的影响[j].土壤学报,2011,(3).

[2]cheng,gc,cheng,etal.distincteffectsofhumicacidontransportandretentionoftio2rutilenanoparticlesinsaturatedsandcolumns[j].environmentalsciencetechnology,2012,46:7142-7150.

[3]wangd,dw,wangd,etal.transportofars-labeledhydroxyapatitenanoparticlesinsaturatedgranularmediaisinfluencedbysurfacechargevariabilityeveninthepresenceofhumicacid[j].journalofhazardousmaterials,2012:170176.

5. 计划与进度安排

1）2014-12-15～2014-12-28查阅文献，制定实验方案，完成开题报告；

2）2015-01-01～2014-01-10学习石英砂柱实验以及铁修饰石英砂的一些基本实验操作，学会基本仪器的使用方法；

3）2015-03-01～2015-03-15研究在氯化铵为电解质时，腐殖酸对纳米二氧化钛在饱和多孔介质中迁移的影响；