地帶性土壤中菲的土-水界面吸附-解吸行為及其受黑炭影響的機(jī)理研究.pdf

1、多環(huán)芳烴是環(huán)境中廣泛存在的一類持久性疏水有機(jī)污染物,主要來(lái)源于人為的化石燃料和生物燃料等的不完全燃燒。多環(huán)芳烴自身具有致癌、致畸、致突變的“三致”特性,被人們廣泛關(guān)注。許多國(guó)家已將多環(huán)芳烴作為空氣和土壤污染檢測(cè)的對(duì)象,并制定、采取了相應(yīng)措施來(lái)控制和減少其環(huán)境排放。土壤作為一種重要的環(huán)境介質(zhì),承擔(dān)著90％以上的多環(huán)芳烴環(huán)境負(fù)荷。
　　 黑炭是自然界的一種天然吸附劑,由于具有較大比表面積,對(duì)多環(huán)芳烴等持久性環(huán)境污染物質(zhì)在自然界中的吸

2、附、解吸、遷移、轉(zhuǎn)化、降解、殘留等環(huán)境行為有著重大影響。為了探討黑炭對(duì)污染物質(zhì)環(huán)境行為的影響及其本身的環(huán)境效應(yīng),本試驗(yàn)選取多環(huán)芳烴中的三環(huán)類污染物菲為對(duì)象。通過添加外源黑炭的方式,研究了我國(guó)境內(nèi)從南到北海南(土壤1,土壤2)、福建(土壤3)、湖南(土壤4)、浙江(土壤5)、安徽(土壤6)、江蘇(土壤7)、遼寧(土壤8)、吉林(土壤9)八個(gè)省份的9種典型地帶性土壤中菲的吸附/解吸行為以及添加黑炭的土壤樣品中菲的吸附/解吸行為。得到了下述結(jié)

3、果:
　　 研究發(fā)現(xiàn),9種地帶性土壤對(duì)菲的吸附能力依次為:土壤9＞土壤1＞土壤2＞土壤8＞土壤7＞土壤6＞土壤5＞土壤4＞土壤3。統(tǒng)計(jì)分析表明,菲的吸附行為與土壤中有機(jī)質(zhì)含量呈顯著正相關(guān),與游離態(tài)氧化鐵的含量呈顯著負(fù)相關(guān)。可能原因是土壤中大量存在的游離態(tài)氧化鐵會(huì)包裹土壤中的有機(jī)質(zhì),減少有機(jī)質(zhì)對(duì)菲的吸附位點(diǎn),從而降低土壤對(duì)菲的吸附。通徑分析結(jié)果表明游離態(tài)氧化鐵和有機(jī)質(zhì)對(duì)菲的吸附是一種交互效應(yīng)。
　　 添加黑炭后,地帶性土壤

4、對(duì)菲的吸附能力隨黑炭添加量的升高而升高。添加黑炭后,黑炭和土壤自身有機(jī)質(zhì)共同調(diào)控了土壤樣品對(duì)菲的吸附行為。隨著黑炭添加量的增加,菲的吸附等溫線的非線性程度逐漸增強(qiáng)。黑炭是造成土壤非線性吸附和吸附能力增加的主要原因,在低平衡濃度水平時(shí)(Ce=0.005Sw,Ce為液相平衡濃度,Sw為菲在水相中的溶解度),菲的有機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)化分配系數(shù)(koc)值受到外源黑炭、土壤富里酸和游離態(tài)氧化鐵這三者的共同影響,在較高的平衡濃度水平時(shí)(Ce=0.05Sw,

5、Ce=0.5Sw),外源黑炭則是影響菲的Koc值的主要因素。同時(shí)黑炭對(duì)菲吸附的貢獻(xiàn)率也受到土壤理化性質(zhì)和外源黑炭添加量的共同影響,當(dāng)黑炭添加量大于0.5％時(shí),黑炭基本上主導(dǎo)了菲在土壤中的吸附過程。
　　 另外,7種地帶性土壤中菲的吸附/解吸行為研究還發(fā)現(xiàn),各樣品具有不同的吸附/解吸遲滯系數(shù)(HI值),表明菲在各土壤中都存在不同程度的解吸遲滯現(xiàn)象。添加黑炭后,土壤對(duì)菲吸附的HI值隨著黑炭添加量的增加呈明顯上揚(yáng)的趨勢(shì),且HI值與外源