多環(huán)芳烴在土—水—根多介質(zhì)間的分配作用研究.pdf

1、防治和修復土壤有機污染、保障土壤環(huán)境安全，以實現(xiàn)土壤資源的可持續(xù)利用是當前全球關(guān)注的一個焦點。多環(huán)芳烴在土—水—根多介質(zhì)間分配作用的研究，將為針對性地擬訂經(jīng)濟高效的土壤有機污染防治和修復的實用技術(shù)提供基礎(chǔ)依據(jù)。 本文在評述各環(huán)境介質(zhì)間多環(huán)芳烴分配作用研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以菲為多環(huán)芳烴代表物，研究了土壤對菲的吸附作用及其與土壤組成和性質(zhì)的關(guān)系；探討了溶解性有機質(zhì)(dissolved organic matter，DOM)和共存重金屬

2、對土壤吸附菲的影響規(guī)律和原理；比較研究了植物根對菲的吸收和吸附作用，初步探討了兩者分配系數(shù)與植物組織組成的關(guān)系。主要成果如下： (1)研究了有機碳含量不同的七種土壤對菲的吸附作用。結(jié)果表明，供試土壤對菲的吸附曲線均為線性，且其吸附系數(shù)K<,d>值與土壤有機碳含量正相關(guān)；分配作用是供試土樣吸附菲的主要機理。 (2)研究了外源DOM和土壤本身固有的內(nèi)源DOM對有機碳含量不同的六種土壤吸附菲的影響。外源DOM來自于稻草腐熟物

3、。結(jié)果表明，去除內(nèi)源DOM后，供試土樣吸附菲的K<,d>值增加了3.13～21.5％，增加量(△K<,d>)和增加幅度與f<,oc>正相關(guān)，表明土壤中存在的內(nèi)源DOM抑制土壤對菲的吸附。而外源DOM對土壤吸附菲的影響與其濃度密切相關(guān)。在供試濃度范圍(0～106 mg DOC/L)內(nèi)，紅粘田吸附菲的K<,d>值隨加入外源DOM濃度的提高先增大后減小。外源DOM濃度為28 mg DOC/L時，紅粘田吸附菲的K<,d>值增加了19.5％；而當

4、濃度≥52 mg DOC/L時，外源DOM則明顯抑制菲的吸附。內(nèi)源和外源DOM對土壤吸附菲的影響，主要與DOM和菲在溶液中的結(jié)合作用、在土壤中的累積吸附效應等有關(guān)。 (3)研究了Pb、Zn、Cu污染后土壤對菲的吸附作用。結(jié)果表明，分配作用是供試土樣吸附菲的主要機制，重金屬污染與否，土樣對菲的等溫吸附曲線均呈線性。實驗條件下，重金屬污染后黑土對菲的吸附作用明顯增強，且隨重金屬含量提高，黑土對菲的吸附系數(shù)(K<,d>)和有機碳標化

5、的吸附系數(shù)(K<,oc>)增大。由于重金屬的“鍵橋”作用，黑土吸附菲的平衡溶液中水溶性有機質(zhì)(DOM)濃度降低，土壤固相有機質(zhì)含量略有增加(不超過原有有機質(zhì)含量的2.61％)。計算了這部分增加的固相有機質(zhì)對菲的吸附系數(shù)K<,Ph/soc>，并分析了溶液中DOM對土壤吸附菲的影響。結(jié)果顯示，溶液中DOM濃度變化及其與菲的結(jié)合作用對重金屬影響土壤吸附菲的貢獻甚微；而K<,Ph/soc>值則比土壤原有有機質(zhì)對菲的吸附系數(shù)K<,d>值大2～3個

6、數(shù)量級，這是重金屬污染導致土壤吸附作用增強的根本原因。 (4)植物根對菲的吸收作用與其吸附規(guī)律有相似性。吸收實驗表明，根中菲含量與水中菲濃度正相關(guān)，吸收曲線也呈線性，且不同植物根吸收菲的分配系數(shù)與根脂肪含量正相關(guān)。但供試植物根吸收菲的分配系數(shù)(K<,d>’)為579～905 L/kg，要小于相應植物根吸附菲的分配系數(shù)(K<,d>)；這一方面是由于實驗條件下植物吸收未達到平衡，另一方面也與根吸收菲后的傳輸作用、植物代謝作用、植物