土壤不同组分对极性和非极性芳香族化合物的吸附/解吸的影响研究

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guobaoling1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
有机污染物在土壤中的吸附和解吸行为对其在环境中迁移、转化、归宿以及生物可利用性和毒性有着重要的影响。解吸过程,控制着土壤中有机污染物的再次释放以及释放的速率和程度。天然土壤在组成上包括土壤有机质(“软碳”类和“硬碳”类)和无机矿物等,它们分别对有机污染物的吸附/解吸行为有着不同的影响机制。因此,理解土壤中各个组分对污染物吸附与解吸迟滞的调控机理对于建立准确的污染物迁移归趋模型、制定有效的修复方案及合理进行生态风险评价具有重要意义。   本研究选取中国两种天然土壤南京土和草甸土以及分别经过375℃煅烧和600℃煅烧后的产物作为吸附剂,分别表征原土、除去大多数有机碳剩余黑碳和矿物的土壤、以及除去全部有机碳只剩矿物的土壤。以非极性芳香族化合物1,4-二氯苯(DCB)和极性芳香族化合物1,3-二硝基苯(DNB)作为目标污染物,通过实验室批量吸附和多步解吸实验,研究了这两种芳香族污染物在不同土壤或其组分上的吸附与解吸行为,采用Freundlich模型对吸附实验结果和双元平衡解吸(DED)模型对解吸实验结果分别进行拟合量化,并通过对比土壤不同组分的吸附/解吸行为特征,深入探讨了土壤各组分对不可逆吸附的控制机理。吸附实验研究结果表明,芳香族污染物在土壤上的吸附亲和能力并不仅仅与污染物的疏水性(Kow)和溶解度(Csat)相关,还与芳香环上取代基的电荷性能关系密切。芳香族有机污染物在土壤上的非疏水性作用表现为:极性硝基芳香族(DNB)>非极性芳香族(DCB)。极性和非极性芳香族污染物与土壤组分之间存在不同的作用方式。对于非极性芳香族污染物,对吸附起决定作用的是土壤黑碳组分,并且污染物浓度大小影响着黑碳组分的表面结合点位是否饱和。黑碳与非极性芳香族物质的强结合可能是由于芳香环上的π电子共轭作用引起的,也可能是由于黑碳微孔结构的分子筛效应,或是二者的共同作用。而极性芳香族化合物,可以与土壤中黑碳组分产生强烈的π-π电子供-受体作用,使得极性硝基芳香族物质在黑碳上的吸附明显增强。此外,极性芳香族化合物在土壤矿物组分中表现出的吸附能力最强,原因可能是吸附质与黏土矿物硅氧结构之间形成n-π电子供-受体作用,也可能是黏土矿物极高的表面积使吸附质的极性基团(硝基)和黏土矿物表面的可交换阳离子之间可以形成特殊的络合/极性相互作用。并且600℃煅烧可以把矿物表面的吸附点位充分暴露出来,从而很大程度上增强了对极性芳香化合物的吸附。解吸研究结果表明,极性和非极性芳香族化合物均表现出很明显的解吸滞后现象。当液相浓度极低时,固相浓度接近一个恒定值。与天然土壤相比,经过煅烧处理以不同程度去除土壤有机碳后,其解吸滞后现象更明显,且土壤不同组分对于解吸迟滞的影响表现为:矿物组分>黑碳组分>“软碳类”有机碳。吸附/解吸实验数据与传统的线性吸附模型和传统DED解吸模型差异很大,传统模型不能很好地拟合土壤不同组分的吸附/解吸,特别是对于极性污染物。然而,引入Freundlich吸附模型和新型DED解吸模型能对吸附态的极性和非极性芳香族污染物的释放规律进行准确地预测。
其他文献
本研究集中围绕寡营养条件下超微细菌Rhodoferax ferrireducens PAE-UM对PAEs污染水体的修复能力及其机理开展研究。在松花江底泥中提取的寡营养超微细菌Rhodoferax ferrired
蝗灾是我国古代最严重的生物灾害,也是主要的自然灾害之一,与水灾、旱灾并称为“三害”.蝗虫来临,往往遮天蔽日,食草木,吞稼禾,以致颗粒无收,饥荒加剧,人口锐减,甚至引发社会
期刊
近些年来,人类活动的影响导致大气CO2浓度急剧上升。大气CO2浓度的上升引起了一系列环境问题,受到了人们广泛的关注。要深入研究大气二氧化碳浓度上升所引发的环境问题,必需定量
随着工业、城市化、以及现代农业的发展,我国地表水受到人为活动影响水质日益恶化。松花江流域是位于我国东北部地区的重要流域,是东北三省工业、城市、农业用水主要来源,流域内
史上以台湾名义在京城建有两座会馆,一座是位于宣武门外后铁厂胡同的全台会馆,其旧址在本世纪初宣外地区旧城改造时已被拆除.另一座就是保留至今、已有100多年历史的位于前门
期刊
旭日东升,城市的建筑掩映在璀璨的霞光中,熠熠生辉;华灯初上,城市的建筑灯火通明,流光溢彩。其实,建筑本身就是一道美丽的风景线。细细究来,建筑是一座城市特有的印记,它焕发
我国经济发展的一个重要特点就是空间分布不平衡,巨大的地区差异导致同一流域的水资源共享问题潜伏着众多潜在矛盾。而且这些矛盾的解决的难点在于,谁受到的损失最大?谁从中获益
土壤风蚀因其对生态环境、人类健康和农业生产的严重危害而受到全球广泛关注。因此,认识并掌握土壤风蚀颗粒的运动规律,及时制定和采取有效土壤防治措施对提高土壤抗风蚀能力、
目前,临床用于骨科植入的生物医用金属材料主要有不锈钢、钛合金和钴基合金等,医用不锈钢以其良好的力学性能及相对低廉的价格成为关节置换、整形外科等常用的骨科植入材料之
随着纳米技术和纳米材料的发展,零价纳米铁出现在人们的生产和生活领域。因相比普通铁粉具有更多的优势,如粒径小、比表面积大以及优越的吸附性能和极高的还原活性等,可以更高效