石油烴在土壤上的吸附行為及對其它有機(jī)污染物吸附的影響.pdf

1、土壤對有機(jī)污染物的吸附是影響其在環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化、歸宿和生物生態(tài)效應(yīng)的主要因素之一。石汕類污染物作為東北老工業(yè)基地的典型有機(jī)污染物之一，其自身的吸附行為及對其它有機(jī)污染物吸附的影響有助于深入了解東北地區(qū)高負(fù)荷復(fù)合污染狀態(tài)下有機(jī)污染物的復(fù)雜環(huán)境行為和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)為對其控制和治理提供科學(xué)依據(jù)。 本文在研究石油烴在土壤-水界而的吸附行為的基礎(chǔ)上，深入探討了石油-土壤-水-有機(jī)污染物復(fù)雜體系中多界面的吸附行為。重點(diǎn)研究了土壤中的黑碳和

2、溶解性有機(jī)碳對石油烴吸附的貢獻(xiàn)和機(jī)理，并建立了在與水互溶的溶劑存在條件下，石油烴的溶解和吸附模型。系統(tǒng)研究了部分典型極性、非極性有機(jī)化合物以及全氟辛烷磺酸(PFOS)在石油污染土壤上的吸附行為，探討了石油類污染物對有機(jī)化合物的吸附行為的作用機(jī)制。論文取得了以下的研究成果： (1)石油烴在土壤上的吸附系數(shù)與土壤有機(jī)碳含量線性正相關(guān)，而與粘土含量無關(guān)，明確了有機(jī)質(zhì)是石油烴在土壤上吸附的來源。不同土-水比(SSR)下石油烴的吸附系數(shù)

3、(Koc)不為常數(shù)并存在解吸滯后現(xiàn)象，滯后因子隨著SSR的增加而增大，Koc隨著SSR的增加而減小。 (2)石油烴在丙酮-水體系中符合log-linear助溶模型，在此基礎(chǔ)上通過測定石油烴在丙酮-水-土壤體系中的吸附等溫線，計(jì)算得到溶解性有機(jī)碳對石油的吸附系數(shù)(logKDOC)為4.34，高于顆粒態(tài)有機(jī)碳對其的吸附系數(shù)1個(gè)log單位左右。通過測定石油烴在灼燒后土壤和原始土壤上的吸附等溫線，計(jì)算得到在其它有機(jī)質(zhì)存在的條件下，土壤

4、中的黑碳對石油烴的吸附能力(KenvF，BC)為102.55±0.21 L/kg。 (3)利用極性、非極性有機(jī)化合物在油污染土壤上的吸附行為考察了油對其它有機(jī)污染物吸附行為的影響。結(jié)果表明對于非極性的菲和異丁草丹，當(dāng)油濃度低于lg/kg左右時(shí)，它們的吸附能力沒有明顯變化；當(dāng)油濃度大于lg/kg左右時(shí)，油對菲和異丁草丹具有較強(qiáng)的吸附能力，log Koil值分別為5.03±0.16和3.94±0.10 L/kg，分別比它們相應(yīng)的l

5、og KTOC高出大約4倍和3倍左右。但該原油對極性的阿特拉津和的敵草隆幾乎沒有吸附。特殊點(diǎn)位的吸附是阿特拉津和敵草隆主要的吸附機(jī)理，吸附劑極性與吸附能力不存在正相關(guān)的關(guān)系。 (4)研究了石油對于離子型化合物PFOS吸附行為的影響。石油對PFOS的吸附能力較強(qiáng)，Koil值比PFOS在天然有機(jī)碳上的吸附能力Koc高一個(gè)log單位左右；溶液的性質(zhì)(pH值和[Ca2+])對PFOS在油-水表面的吸附能力沒有顯著的影響。PFOS在油上

6、的吸附主要通過PFOS的疏水端和油表面的疏水作用，發(fā)生在油-水界面。 (5)探討了黑碳對PFOS的吸附機(jī)理。在pH=5.0、[Ca2+]=0.5 mM的溶液中，黑碳(SRM2975)對PFOS的吸附較為線性且吸附能力(log KBC)與天然有機(jī)碳對PFOS的吸附能力(log Koc)沒有顯著差異，因此在上述溶液性質(zhì)下，BC對PFOS的吸附并未表現(xiàn)出其常見的非線性和強(qiáng)的吸附能力。溶液的性質(zhì)對PFOS在BC上的吸附特性有顯著的影響