水溶性有机物和土壤胶体对草萘胺环境行为的影响

发布时间：2020-04-27 23:12

【摘要】：水溶性有机物和土壤胶体是影响污染物从土壤向水体迁移的两个主要因素。本文采用吸附试验、土柱淋滤试验、生物培养试验等方法，系统研究了水溶性有机物和土壤胶体对除草剂草萘胺环境行为的影响及其可能机制。研究发现草萘胺在黄棕壤等五种土壤上的吸附均能很好地符合Freundlich方程，吸附常数K_f与土壤有机碳含量呈显著正相关(R~2=0.997，，p＜0.05)。草萘胺在5种土壤上吸附量大小的顺序依次为：黄泥土＞黑土＞黄棕壤＞红壤＞潮土。有机质的组成和性质对吸附影响较大，胡敏酸对草萘胺的吸附起决定作用而粘土矿物对其吸附作用并不强。红外光谱分析结果表明草萘胺在土壤上的吸附可能有氢键、范德华力等作用。土壤胶体对草萘胺有很强的吸附性，K_f值在946-2679之间；吸附强弱与土壤理化特性密切相关，Freundlich常数K_f与土壤有机碳含量呈极显著正相关(r=0.9699~(**))。五种胶体对草萘胺吸附容量大小顺序为：草甸黑土＞黄泥土＞潮土＞黄棕壤＞红壤。加入胶体能促进草萘胺在含水砂层中的迁移。与不加胶体的对照相比，红壤和黑土胶体可分别使草萘胺的迁出率提高9.82％和10.63％，但是吸附在胶体上迁移的草萘胺数量比较少，只占到迁移总量的1.15％(红壤)和1.68％(黑土)，物理非平衡机制可能在迁移过程中起支配作用。绿肥和污泥中的水溶性有机物(DOM)均能明显降低草萘胺在黄棕壤和石灰性潮土上的吸附，促进草萘胺的迁移，在黄棕壤上效果更明显。在所研究的草萘胺和DOM浓度范围内，绿肥DOM(GM)都比污泥DOM(SS)作用显著。绿肥DOM和污泥DOM可分别使黄棕壤中草萘胺吸附量比对照处理(不加DOM)减少22.9％和11.3％，使迁移出土体的草萘胺总量提高了73.42％和26.87％，而使潮土中草萘胺的吸附量减少了9.5％和6.5％，迁移出土体的草萘胺总量增加了43.54％和28.29％。从水溶性有机物(DOM)对草萘胺表观溶解度影响和DOM在土壤中的吸附行为两个方面对其影响草萘胺环境行为的机理进行了研究。结果表明，在供试DOM浓度范围内两种DOM均能提高草萘胺的溶解度，并且绿肥DOM的影响比污泥DOM的更显著。同种DOM在黄棕壤上的m和K_d值都大于在潮土上的值，两种DOM在黄棕壤上的分配系数(K_d)分别比在潮土中高出6.0％(绿肥)和8.3％(污泥)。污泥DOM比绿肥DOM更易被土壤吸附，其在土壤中的分配系数(K_d)分别比对应的绿肥DOM的高出14.4％(黄棕壤)和165.3％(潮土)。两种DOM在土壤-溶液两相间的分配减少了草萘胺在土壤上的
【图文】：

粒径分布,胶体,粒径,范围

表面次生矿物的碎裂等原因造成的。有机胶体主要来自土壤腐殖质及微生物等。有机无机复合胶体的微粒核组成物质是土壤有机质与土壤矿物质的结合体。各种胶体的粒径分布情况如图1一1所示。土壤中的胶体物质来源于外界进入土壤表层的细小物质，以及土壤固相基质中细小颗粒的释放和分离的过程。如当污泥、有机肥及其他一些有机废弃物施入土壤中时，它们中含有大量细小颗粒物质成了胶体的来源。相比之下，粘粒及有机一无机复合胶体主要来自于土壤固相的物质分离过程。许多研究者认为，有些胶体是在水流经过大孔隙或土壤小孔隙时产生的。JarviS(1999)研究发现，降雨过后由于表层土壤侵蚀

示意图,污染物迁移,胶体,机理

但是土壤中发生的物理化学变化会导致胶体从土壤中分离出来并在环境中扩散(Royetal.，1997)，这时原本吸持在土壤固相上不易移动的污染物也会通过水中可移动的胶体加速运移。胶体促进强吸附污染物迁移的可能机理如图1一2所示:在多孔的介质中，污染物溶解在液相或者被基质表面吸附，分散在水中的胶体能携带污染物在大孔隙中很快迁移。由于污染物在胶体上的吸附强度对运移起关键作用，所以胶体的组成及性质直接影响到污染物的环境行为。Curz一Guzmna等(2003)研究了蒙脱石、贫结晶的铁氢矿及腐殖酸在单独存在及二元复合的情况下对铅和汞的吸附情况。结果发现，在各组分单独存在的情况下，对铅的吸附腐殖酸最多，其次是蒙脱石，铁氢矿没有吸附;对于二元情况，铁氢矿包被蒙脱石不影响蒙脱石对铅和汞的吸收;腐殖酸包被蒙脱石后显著增加了蒙脱石对两种金属的吸收;而腐殖酸包被铁氢矿后并没有增加铁氢矿对两种金属的吸附，原因是二元复合物与原来的各单独的组分相比，在pH、比表面积及蒙脱石的层间距上都发生了很大变化。关于各种天然有机物对土壤胶体吸附重金属的影响引起了人们极大的关注，有证据表明吸附一层自然有机物后胶体的净表面负电荷会增加。AntnooiViolnate等(2003)研究了有机配位体对铁铝氧化物混合物吸附重金属的影响。结果表明
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X592

【引证文献】