典型持久性污染物的來源與環(huán)境化學行為研究——以菲及鎘等重金屬為例.pdf

1、近年來隨著工業(yè)及城市化進程發(fā)展，我國農(nóng)田土壤面臨的污染風險越加突出，并受到越來越多的關注。其中重金屬及多環(huán)芳烴由于能在土壤環(huán)境中持久存在，并可通過生物食物鏈積累、傳遞，對人類健康造成有害影響而受到特別的關注。持久性污染物在土壤中的遷移、歸宿及其生物可利用性都依賴于與污染物在土壤中的吸附行為。本報告分別研究了多環(huán)芳烴菲在土壤中的吸附行為及不同因素的影響特征、我國農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)狀和來源和赤泥吸附、鈍化重金屬鎘的反應特征，并通過各種先進

2、的分析手段、對相關反應機理展開了系統(tǒng)研究；目的在于了解我國農(nóng)田土壤面臨的重金屬污染風險，并在某種程度上明確污染物與土壤及鈍化劑之間的作用機理，為污染土壤的修復提供理論依據(jù)和技術支持。本研究已取得一下幾方面的成果： 1)不同價態(tài)金屬陽離子促進菲在土壤中吸附機理研究結果表明，在多價離子作用下，菲在土壤中吸附容量顯著增加，吸附的非線性特征增強。通過1HNMR及玻璃態(tài)轉化溫度分析發(fā)現(xiàn)，在多價離子作用下，橡膠態(tài)有機碳包括可溶性有機碳在土壤

3、表面絮凝、濃縮、緊實，使得有機碳的物理構象和化學特征都發(fā)生改變，逐漸向玻璃態(tài)有機碳轉變，從而表現(xiàn)出多價金屬陽離子能顯著促進菲在土壤中的吸附容量以及吸附的非線性特征。這種促進作用與土壤的有機碳含量呈正相關。同時研究發(fā)現(xiàn)，增加多價金屬陽離子的離子強度也能在一定程度上促進菲的吸附容量、提高吸附的非線性特征。 2)不同土壤組分對土壤中菲吸附影響的實驗表明，不同土壤組分對土壤吸附菲的貢獻差異很大。土壤溶液中DOC能通過自身與菲結合而抑制菲

4、的吸附；胡敏素在菲在土壤樣品中的吸附反應中起著主導作用，直接影響菲的吸附容量和吸附的非線性特征。同時研究強調了土壤礦物在菲的吸附反應中的重要貢獻；指出當土壤礦物作用明顯時，在比較土壤有機碳的作用時，有機碳歸一化的吸附系數(shù)KOC應慎重使用。此外，由于不能進入土壤微孔內部，利用N2BET方法得到的比表面積不能反映非極性分子的吸附容量。 3)通過對我國農(nóng)田土壤各種重金屬污染源的分析計算，詳細揭示了我國農(nóng)田土壤面臨的重金屬污染現(xiàn)狀和發(fā)展

5、趨勢。污染源主要包括大氣沉降、畜禽糞便、化肥農(nóng)藥、污水及污泥等。其中大氣沉降是大多數(shù)重金屬進入農(nóng)田土壤最主要的途徑之一；而畜禽糞便是Cd、Cu及Zn等污染物最主要的污染源畜，輸入貢獻則分別達58％、71％和51％。通過對我國農(nóng)田土壤每年接納的重金屬量的計算，分析了我國農(nóng)田土壤面臨的巨大的重金屬污染風險壓力，強調指出Cd應列為我國農(nóng)田土壤首要的監(jiān)控目標。 4)赤泥吸附鈍化鎘研究結果表明，赤泥對鎘具有很強的吸附親和力；只有不到25％