DMAC在水体中的吸附和光解特性研究进展.doc

1、DMAC 在水体中的吸附和光解特性研究进展摘 要本文简述了水体中有机物污染的研究现状并由此提出 DMAC的污染问题，DMAC 在自然界的存在方式及对人体的危害，探讨了在自然水体中 DMAC的吸附和光解特性的研究现状。 关键词DMAC 泥沙水体 吸附 光解 中图分类号：X131 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0272-01 DMAC 即 N，N-二甲基乙酰胺，又名乙酰二甲胺、醋酸二甲基胺，英文名称 N，N-Dimethylacetamide（缩写为 DMAC） 。分子式CH3CON（CH3）2，结构式： 目前我国二甲基乙酰胺年需求量为 13kt以上，特别是近年来制

2、药中间体、农药需求量增长较快。电子行业对高品质二甲基乙酰胺的需求也有明显的增长，溶剂方面如聚丙烯腈纺丝、亚胺树脂及绝缘材料上市场用量还在逐步扩大，由此而引起的二甲基乙酰胺生产厂家的污水治理与安全排放的问题也逐渐引起了注意。 1.水体中有机物的危害及研究现状 1.1 水体中有机污染物的危害 目前全世界已发现的 700多万种有机化合物中，地面水体中检出的有机物达到 2221种，其中具有致癌、致畸的达数百种之多。天然饮用水源中腐殖酸的存在给人类及动植物带来了一系列的影响。研究表明，溶解态腐殖酸类是天然水体中生成 MX（一种具有强致突变性的消毒副产品）的主要前驱物，其中的一些酚、醛、芳香酸类化合物可能

3、在 MX的形成中起重要作用。含腐殖物质的水经加氯后，就会产生大量的三卤甲烷类化合物，可引起实验动物的癌变。若饮用含此类化合物的水，可引起泌尿系统和消化道的癌变。同时，腐殖酸又是微量金属元素的络合剂，它的存在，一方面会使水中金属离子和微量元素含量下降，矿化度降低，从而破坏了人体对某些元素如 Ca，Mg，Mn，V，Mo，SO42-等的吸附和平衡；另一方面，可以影响金属离子的毒性和生物有效性。再者腐殖酸又是导致大骨节病的主要环境因素之一。 1.2 水体中有机物污染的研究现状 多年来，人们对水体中有机物的污染进行了深入的研究，对污染的治理也有了长足的进步。1989 年 4月我国环保局通过的“水中优先控

4、制污染物黑名单”中，58 种为有机毒物。但在饮用水水质检测标准中还没有足够的指标反映这些污染物的存在。这一点已经引起了我国专家的重视，我国 1985年修订的生活水质标准项目 25项，有机物 3项，占总数 8%，而在 2001年颁布的生活饮用水卫生规范则增加了大量的有机物监测项目。2002 年修订的中华人民共和国标准 GB3838-2002地表水环境质量标准规定的 82项特定项目中，已有 66项为有毒有机物，这将为我国有效控制水体有机污染起到非常重要的作用。 2.DMAC 的性质及其污染研究进展 2.1 DMAC 的性质及其应用 二甲基乙酰胺（DMAC）是一种高极性的无色透明液体，熔点-20，沸

5、点 165166，相对密度 0.9429，折射率 1.4373，闪点 70，能与水、醇、醚等多种有机溶剂混溶。具有毒性，可经皮肤吸入人体，强烈刺激眼睛、皮肤和粘膜；鼠类口服 LD50为 5.4mg/kg；空气中最高允许浓度为20ppm。DMAC 是一种强极性非质子化溶剂，广泛应用于石油加工和有机合成工业中。也用于合成树脂的成膜和纺丝，合成药物、芳族二羧酸（ 如对苯二甲酸）的结晶提纯。还可在某些有机反应中作催化剂。与同系的二甲基甲酰胺相比，其热稳定性、水解稳定性高、腐蚀性和毒性较小，可代替二甲基甲酰胺。 2.2 DMAC 污染问题的提出 二甲基乙酰胺就是近年新兴起来的一种强极性非质子化溶剂，市场

6、用量还在逐步扩大，由此而引起的生产厂家的污水治理与安全排放的问题也逐渐引起了注意。二甲基乙酰胺生产废水即使经过处理后排放到水体中仍然含有 10-20mg/L的残留量，这些有毒污染物的富集对水体产生了一定的污染，它们会对生物或人体造成急性、慢性或潜在性中毒。而国内对二甲基乙酰胺的生产废水的处理、以及排放后对水体的污染状况的水环境行为特性等的研究鲜见报道。 2.3 DMAC 在水体中的吸附光解研究进展 针对目前 N，N-二甲基乙酰胺（DMAC）日益扩大的需求量与生产量，国内对 DMAC的研究甚少。工厂企业排出的含 DMAC（N、N-二甲基乙酰胺）的废水经过处理排放到天然水体中浓度一般均低于 20p

7、pm。我国北方河流又多沙，含沙量可以从非汛期的 1kg/m3以下，变化为汛期的 1000kg/m3以上。研究表明，水体泥沙对 DMAC具有一定的吸附性，主要以物理吸附为主，而且同时可用研究固-液吸附的常用模型 Freundlich 模型和Langmuir模型来描述。较低浓度 DMAC在不同温度下泥沙对 DMAC的吸附基本符合复合动力学过程，通常包括快吸附和慢吸附两个过程。快吸附主要发生在 0.5h之内，0.5h 之后进入一个慢吸附平衡过程。 另外，研究表明，DMAC 还可被紫外光光解，但光解速率相对较慢。DMAC的光解率达到 30%以前（光解约 3h以前）的光解属于一级反应。光强越大，光解的速

8、率越快。在不同的紫外光强下，当光解率接近 50%的时候，光解反应均需进行 8h，且此后光解率的增加趋于平缓，反应速率降低。在较低浓度范围内（20mg/L） ，初始浓度越高，光解的速率越快。当反应后期光解速率趋于稳定时，浓度的差别几乎不影响光解的效率和速率。在反应初始阶段，pH 越高越有利于 DMAC的光解，且随着反应的进行，两者的光解速率的差值经历一个先增大后减小的过程，当反应渐渐趋于稳定时，初始 pH的不同对 DMAC的光解的影响越来越小。最后，腐殖酸的存在抑制了 DMAC的光解，由于腐殖酸含有大量的发色基团，腐殖酸的存在导致溶液的透光性下降，从而光解率降低。DMAC 的光解产物还有待进一步

9、分析研究。 根据 DMAC的研究现状，同时为了补充和进一步完善国内学术界对DMAC的应用及其物理化学特性的研究资料，建议下一步重点研究：（1）探讨 DMAC的光解产物，研究光解产物的物理化学特性及对环境的影响。（2）研究自然环境下 DMAC的生物降解性能及稳定性。 参考文献 1 黄岁梁.泥沙运动在重金属污染物迁移转化中的作用D.北京：水利水电科学研究院，1993：9-77. 2 张亚利.二甲基乙酰胺的合成进展及应用J， 河北化工，2006（1）：41-42. 3 申森，王振强，付慧坛.水体中有机物污染的治理技术J，资源与环境，2007（2）：100-101. 4 韦朝海，焦向东，陈焕钦.有毒难降解有机污染物治理方法的研究进展J.重庆环境科学，1998（4）：22-26. 5 张晓青，石利利，单正军，等.农药在液相中的光解研究进展J.农药科学与管理，2007，28（7）：41-46.