磷酸盐和腐殖酸对纳米TiO2在Fe(OH)3修饰石英砂柱中迁移的影响开题报告

1. 研究目的与意义

人工纳米材料TiO₂被广泛使用到服装、化妆品、涂料、塑料、人造纤维等行业。然而纳米材料的普遍生产和广泛使用中不可避免地会接触到土壤，从而被释放到土壤中引起二次污染问题，它们的存在可能会破坏农田。此外，农田中施用过量的磷肥，在降水或灌溉过程中，通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏，大量污染物质进入水体，造成水体污染和富营养化。并且在土壤地下水中普遍存在腐殖酸，对纳米材料在土壤及地下水中的迁移行为也有重大的影响。大多数实验采用理想型石英砂作为填充介质模拟土壤体系，关于土壤颗粒表面的金属(羟基)氧化物对纳米材料在土壤及地下水中迁移行为的影响研究报道较少。因此，研究磷酸盐及腐殖酸对纳米TiO₂在载铁(羟基)氧化物石英砂中的迁移行为，是我国农业科学面临的一项迫切任务，并且对保护生态环境，认识纳米材料和磷污染的危害以及为纳米材料土壤地下水修复技术提供理论依据。

2. 研究内容和预期目标

本课题主要研究磷酸盐及腐殖酸的浓度对纳米TiO₂在氢氧化铁修饰的石英砂中迁移的影响，并且通过改变背景溶液的浓度及溶液的PH值，探索不同环境因子对TiO₂迁移的影响机制。

另外，探索不同PH下磷酸盐及腐殖酸对纳米TiO₂颗粒的粒径分布和表面电荷属性的影响。

3. 研究的方法与步骤

本课题首先选用氢氧化铁修饰的石英砂填充柱,通过改变不同的环境因素，采用柱淋溶实验方法，用紫外分光光度计测出流出液中二氧化钛和磷的浓度，迁移规律通过其穿透曲线来表示，即悬液的出流比（Ci/Co，出流液与注入胶体浓度的比值）随着孔隙体积（PV）发生相应变化。研究不同环境因素下，纳米TiO₂微粒在多孔介质中的迁移规律。

4. 参考文献

[1] 王萌,陈世宝,李娜,马义兵,纳米材料在污染土壤修复及污水净化中应用前景探讨,中国生态农业学报,2010, 18(2): 434439

[2] l. k. adams, d. y. lyon and p. j. j. alvarez, water res., 2006, 40,35273532.

[3]王亚军, 马军. 水体环境中天然有机质腐殖酸研究进展 [j]. 生态环境学报, 2012, 2l(6): 1155-1165.

5. 计划与进度安排

1）2022-12-01~2022-01-18 查阅文献

2）2022-02-21~2022-03-12 制定实验方案，完成开题报告；

3）2022-03-13~2022-04-01 探究不同ph及不同浓度背景溶液下磷酸盐的浓度对tio₂纳米颗粒迁移的影响