不同地区农田土壤对邻苯二甲酸酯的吸附行为及机理研究

发布时间：2020-06-14 23:41

【摘要】：邻苯二甲酸酯(PAEs)是环境中较为常见的有机污染物。本文采取四个不同地区(中国东北、华北、西北和中南地区)的农田土壤,运用化学提取的方法分离出矿质态胡敏素和粘粒级有机-无机复合体,应用元素分析、粒径分析、孔径分析(BET)、红外光谱分析(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、13C核磁共振分析(13CNMR)等手段对土壤进行表征,并通过批量吸附平衡实验方法研究PAEs的两种单体邻苯二甲酸二乙酯(DEP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的吸附行为和机制。从动力学,吸附等温方面进行分析,应用Freundlich模型和Langmuir模型拟合。通过多参数线性回归分析和显著性检验,识别出影响土壤对DEP和DBP吸附行为的主要因素。得到以下初步结论:(1)四个不同地区土壤样品的孔容、比表面积均为东北地区最大,从南到北,四个地区样品中高岭石类矿物的含量依次减少,蒙脱土类矿物依次增加。不同组分样品的孔容、比表面积和脂肪碳含量的大小排序依次为:粘粒级有机-无机复合体矿质态胡敏素土壤,O/C、H/C和芳香碳含量的大小排序依次为:土壤矿质态胡敏素粘粒级有机-无机复合体;这说明粘粒级有机-无机复合体具有相对较弱的极性和相对较强的碳化程度以及较为发达的孔隙结构。(2)两种吸附质DEP和DBP在四个不同地区土壤上的吸附系数Kf和qm从大到小的排序依次为DB(东北)ZN(中南)HB(华北)XB(西北),说明东北地区土壤对DBP和DEP的吸附能力最强;其在三类不同组分样品上的吸附系数Kf和qm从大到小的排序依次为:粘粒级有机-无机复合体矿质态胡敏素土壤,说明粘粒级有机-无机复合体对DBP和DEP的吸附能力最强;随着有机质含量的增加,高岭土型复合体和蒙脱土型复合体对DBP和DEP的Kf值逐渐增大,且对DEP的吸附具有相对更强的线性特征;高岭土型复合体对DBP和DEP的qm值随有机质含量增加而增加,蒙脱土型复合体则表现出相反的趋势。(3)四个地区土壤对DBP和DEP都存在解吸滞后现象,解吸滞后程度相对较强的因素主要有:吸附剂有机质含量越高,粒径越小,比表面积越大,孔隙结构越多丰富时,吸附能力越强,同时也更难脱附吸附质。(4)以土壤理化性质参数为自变量,以吸附系数Kf为因变量,建立多参数线性回归模型,回归方程分别为:QY_4-1.02∈× 孔容-0.016,其中R~2=0 545,F=2 095,sig.=0.040;QY_4-0.901×孔容-0.002,其中R~2=0 849,F=7 892,sig.=0.010。结合显著相关性检验表明,吸附剂的孔容与DBP和DEP的Kf值具有较强的相关性,而O/C、H/C、芳香碳含量、疏水度等与Kf值的相关性不大。
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X592
【图文】：

接触可使生殖系统受损，甚至诱接影响土壤耕地质量和土壤生、大气、土壤中能普遍检出，已二个全球性“PCB 污染物”[6]。用并将之列入相关法规；美国考开始限制 PAEs 类的使用；我甲酯（DMP）和邻苯二甲酸二7]。面对日益严重的 PAEs 污染，在环境中的行为以建立相关监性质

图 3-2 DB(a)、HB(b)、XB(c)、ZN(d) 土壤及其提取物的 FTIR 图Fig.3-2 DB(a), HB(b), XB(c), ZN(d) soil and the FTIR diagram of its extracts

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本文编号：2713539