揮發(fā)性氯代烴在我國(guó)典型土壤中的吸附-解吸特性研究.pdf

1、近年來(lái),中國(guó)土壤污染事故頻發(fā),引起了社會(huì)和政府部門(mén)的廣泛關(guān)注。吸附是揮發(fā)性氯代烴(Volatile chlorinated hydrocarbons,VCHs)污染土壤的主要機(jī)制之一。土壤對(duì)VCHs的吸附行為不僅直接影響土壤中VCHs的濃度及其分布,而且影響VCHs在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化,并對(duì)污染現(xiàn)場(chǎng)的修復(fù)能力產(chǎn)生重大影響。因此,了解VCHs在土壤中的吸附特性對(duì)于污染場(chǎng)地調(diào)查與修復(fù)有著重要的實(shí)際意義。在對(duì)VCHs在土壤中的吸附.解吸行為進(jìn)行

2、調(diào)研的基礎(chǔ)上,本研究定量解析了我國(guó)典型土壤與常見(jiàn)VCHs氣體的吸附平衡關(guān)系,建立了根據(jù)土壤氣體濃度預(yù)測(cè)土壤中污染物含有量的方法,同時(shí)用連續(xù)通氣實(shí)驗(yàn)研究了四氯乙烯(tetrachloroethylene,PCE)從長(zhǎng)期污染土壤中的解吸特性,為推進(jìn)我國(guó)調(diào)查和控制城市地區(qū)的土壤污染提供理論基礎(chǔ)。本研究分為三個(gè)部分：
　　 ⑴采用靜態(tài)吸附平衡實(shí)驗(yàn)測(cè)試3類(lèi)干燥水稻土對(duì)6種VCHs氣體的吸附平衡。結(jié)果顯示干燥土壤的平衡吸附等溫線用Dubin

3、in-Astakhov方程擬合良好(R2＞0.95),且方程參數(shù)與土壤和VCHs特性的有關(guān)。Dubinin-Astakhov等式各參數(shù)不受土壤有機(jī)碳含量的影響；β與VCHs化合物的分子體積之間沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相關(guān)性,但隨VCHs分子極性的增大有變大的趨勢(shì)；E0與土壤的V＜平均孔徑呈線性相關(guān):W0與V＜10nm相關(guān)良好,但與土壤比表面積關(guān)系不大。用Dubinin-Astakhov方程進(jìn)行干燥土壤的平衡吸附量預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值擬合良好(R2=0.

4、98)。
　　 ⑵用動(dòng)態(tài)吸附平衡實(shí)驗(yàn)測(cè)試8類(lèi)濕潤(rùn)土壤對(duì)4種VCHs氣體的吸附平衡。發(fā)現(xiàn)濕潤(rùn)土壤對(duì)三氯乙烯、四氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷的吸附等溫線符合Henry型吸附等溫式,而1,1,2-三氯乙烷則呈非線性吸附。不同土壤的固-液吸附平衡系數(shù)(Ksw)與土壤有機(jī)碳含量(α)呈良好的線性關(guān)系。對(duì)濕潤(rùn)土壤的平衡吸附量進(jìn)行預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值相關(guān)良好(R2=0.98)。對(duì)于含水率介于干燥與濕潤(rùn)之間的半濕潤(rùn)土壤的吸附不能忽略直接暴露于氣

5、相中的水合土壤表面的吸附,這部分與干燥土壤有類(lèi)似的吸附機(jī)制,可以通過(guò)壓汞法和BET N2吸附法得到暴露于氣相中的土壤表面比例丫和土壤的相對(duì)飽和度RS。這樣,半濕潤(rùn)土壤的吸附量可以用干燥和濕潤(rùn)土壤的預(yù)測(cè)式進(jìn)行估算。
　　 ⑶用連續(xù)通氣實(shí)驗(yàn)解析PCE從長(zhǎng)期污染土壤中的解吸特性。脫離氣體中PCE濃度隨通氣時(shí)間而降低,特別是在通氣初期一段時(shí)間里濃度急劇下降。通氣過(guò)程中的PCE去除率與污染土壤的粒徑分布和有機(jī)碳含量有關(guān)。通氣結(jié)束后,有一部