【摘 要】
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我国场地土壤中多环芳烃(PAHs)污染或PAHs-重金属复合污染是常见的污染类型,对公众健康与环境构成巨大威胁.本研究利用耗散型石英晶体微天平(QCM-D)技术和批量吸附实验,探究
【机 构】
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苏州科技大学环境科学与工程学院,苏州215009;中国科学院南京土壤研究所,南京210018
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我国场地土壤中多环芳烃(PAHs)污染或PAHs-重金属复合污染是常见的污染类型,对公众健康与环境构成巨大威胁.本研究利用耗散型石英晶体微天平(QCM-D)技术和批量吸附实验,探究实验室制备的2种有机改性黏土对萘的吸附机制,以及萘与Cu2+共存时黏土颗粒吸附情况.结果表明,25℃时,十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土(CTAB-SMF)的吸附等温线符合Freundlich模型(R2＞0.92,n＞1),说明其对萘的吸附位点具有多样性,在较高萘平衡浓度(ce=1 mmol·L-)下吸附分配系数Kd为SMF的13.4倍;3-巯基丙基三甲氧基硅烷改性蒙脱土(TMSP-SMF)的吸附等温线符合Langmuir模型(R2＞ 0.96),在较高萘平衡浓度(ce=1 mmol· L-1)下吸附分配系数Kd为SMF的1.14倍.说明2种有机改性黏土对萘的吸附效果优于SMF颗粒.3种黏土颗粒对萘的吸附焓在-30～-10 kJ·mol-1之间,均为自发物理吸附.溶液离子强度升高抑制了SMF吸附萘,但对改性黏土吸附萘无显著影响.萘平衡浓度较低(ce=0.1 mmol·L-1)时,Cu2+的存在使TMSP-SMF对萘的吸附效果增加了3倍;同时萘能促进2种改性黏土对Cu2+的吸附.本研究通过原位在线QCM-D检测了黏土对萘的吸附机制,结果与批量吸附实验结果一致:CTAB-SMF对萘的吸附位点主要为黏土层间的改性剂基团,TMSP-SMF则位于黏土颗粒表面的改性剂基团.本项研究结果显示,QCM-D技术是一种有效的原位在线表征黏土膜吸附有机污染物的方法,2种有机改性的黏土颗粒可作为应用于PAHs或PAHs-重金属复合污染场地的修复材料.
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