包气带土壤组成对三氯乙烯的吸附影响研究

有机质和矿物质是包气带土壤中的主要吸附介质,其吸附特性直接影响有机污染物在环境中的迁移、转化等过程。分别采用分析纯石英砂和典型粘土矿物高岭石模拟土壤的原生矿物和粘土矿物,利用批实验的方法研究土壤中各组成部分对三氯乙烯(TCE)的吸附行为。土壤有机质的吸附行为通过全土样和矿物质的对比得出。结果表明,粘土矿物是吸附氯代烃的主要矿物质,原生矿物对氯代烃的吸附量很小;土壤有机质含量和土壤吸附量之间有很好的正相关性;土壤有机碳含量与土壤粘土矿物含量的比值是影响吸附行为的另一重要因素,比值越小,Koc值越大,土壤对TCE的亲和力就越强。由于自然界中的土壤有机质大都与矿物质形成有机质-粘土矿物结合体,据此推测有机质-矿物质结合体会影响有机质的组成和形态,从而对其吸附行为有重要作用。     

三氯乙烯在模拟有机质-矿质复合体中的吸附行为研究

土壤中有机质与无机矿物长期共存,其存在形式发生着变化。本文利用批实验的方法对三氯乙烯的吸附行为进行模拟研究,结果表明,土壤中有机质与无机矿物是以有机质-矿质复合体形式存在的,有机质与无机矿物的相互作用影响复合体的吸附性能,与有机质、无机矿物单体相比,复合体Kd、Koc明显发生变化;并提出了有机质-矿质复合体模型。     

模拟土样有机碳和矿物质对TCE吸附贡献的实验研究

为研究均一介质条件下有机碳含量及矿物质对TCE吸附行为的影响,简化了土壤环境的复杂性和异质性,以固定矿物质(高岭土∶石英砂=3∶7)作为土壤基体,添加不同质量分数的腐殖质(foc=0.16%~2.29%)配制成模拟土样,进行矿物质和模拟土样对TCE的吸附批实验。实验结果显示,TCE的吸附等温线呈非线性。随有机碳含量增加,表现为线性吸附增强,矿物质对TCE的吸附贡献随有机碳含量增加而减小。foc>0.82%时,矿物质对吸附作用的贡献率<5%;foc>1%时,可以基本忽略矿物质对吸附的影响。此外,TCE初始浓度也会影响有机碳和矿物质的吸附能力。用Freundlich模型分别拟合TCE吸附等温线的低浓度段和高浓度段(以Ce=500μg/L为浓度高低的分界),Freundlich指数n值呈现由大到小的趋势;TCE初始浓度越高,有机碳的吸附贡献率相对上升,而矿物质的贡献率则下降。TCE初始浓度在50~500μg/L之间、foc由0.16%增大到1%时,矿物质的吸附贡献率范围由28%~16%缩小到3%~1%之间,此时TCE初始浓度对有机碳和矿物质的吸附贡献率基本没有影响。     

模拟有机质—矿质复合体对三氯乙烯的吸附

为了研究土壤中有机质-矿质复合体结合形式对有机污染物吸附的影响, 利用批实验的方法, 对比研究有机质-矿质复合体与无机矿物和腐殖酸简单的混合物对三氯乙烯的吸附.结果表明, 与腐殖酸相比, 高岭石和石英砂吸附三氯乙烯量很小.模拟有机质-矿质复合体吸附三氯乙烯是线性吸附, K_oc值随腐殖酸含量的增加而减小, 并且比纯腐殖酸样品的K_oc值小.有机质与矿质的相互作用影响了有机质的吸附性能.对有机质在复合体中的形态变化进行了分析, 提出了有机质-矿质复合体模型, 并对实验结果进行了合理的解释.      

土壤中有机碳含量对三氯乙烯的吸附影响实验

采用某地区土壤样品,利用批实验的方法,研究不同有机碳含量的土壤样品对三氯乙烯(TCE) 的吸附行为.研究表明,土壤样品中,由于有机碳含量不同,有机污染物三氯乙烯(TEC)的吸附量不同,存在有机碳含量的阈值区间(foc*).最小foc*=0.702%,最大foc*=1.831%,当foc<0.702%时,TCE吸附量随土壤样品的有机碳含量变化较小,基本不随foc变化而发生较大变化;在0.702%1.831%时,TCE吸附量随土壤样品的有机碳含量变化又变得平缓,基本上又不随foc升高而发生较大的变化.     

土壤有机碳含量及异质性对三氯乙烯的吸附影响实验

采取北京城区表土样品和土壤标准参考样共7件,对原土样以及经H2O2氧化处理去除低聚合有机碳后的土样分别采用静态批实验方法,研究其对三氯乙烯(TCE)的等温吸附方程。实验结果表明7种土样对TCE的吸附模式均符合线性等温吸附方程,采用H2O2氧化去除土壤样品中的低聚碳,并没改变等温吸附线型,只是方程的参数发生了变化。剩余有机碳的含量仍都大于0.1%,仍然以有机碳的吸附为主;原土样、高聚碳、低聚碳对TCE吸附均表明,有机碳的含量与样品吸附TCE的能力没有明显的关系,证实不管是总有机碳、低聚碳还是高聚碳都有明显的异质性,它们所表现出来的吸附能力并不相同,有机碳结构组成的差异往往是影响其吸附的关键因素。而土壤有机碳经历矿化和腐殖化程度的差异是造成土壤有机碳结构组成差异的主要原因。