珠江三角洲地区土壤和沉积物中凝聚态有机质及其对有机污染物吸附行为的影响

发布时间：2020-06-15 02:09

【摘要】： 疏水性有机污染物(HOCs)的吸附和解吸控制着它们在环境中的分布、传输、生物可利用性和生态效应，它们与土壤和沉积物中有机质(NOM)之间的吸附机制已经成为环境研究的一个热点。但由于土壤和沉积物中有机质的非均质性，所以，到目前为止，还不是很清楚土壤和沉积物中有机质对HOCs的吸附机制。研究有机质的结构和性质及其与HOCs的吸附行为的关系，有助于深入了解NOM对HOCs吸附的机制和客观评价有机污染物在地表环境中的迁移、转化和归宿，同时为对其控制和治理提供科学依据。本工作在珠江三角洲地区采集了多个表层沉积物样品和三个表层土壤样品，并选择两个沉积物进行粒径分级，然后利用化学方法将土壤和沉积物及其各级分中的有机质分进行分离，得到去矿(DM)、非水解有机质(NHC)和碳黑(BC)等组分，并着重对NHC进行了表征，然后用这些有机质组分作为吸附剂，用于对菲吸附行为的研究；同时，研究了五个NHC、一个BC样品和四个煤样对苯的吸附和解吸行为。本论文研究结果表明：三氟醋酸(TFA)可以成功提取凝聚态的NHC，消除了碳水化合物对凝聚态有机质研究的干扰。样品中NHC和BC分别占总有机碳的含量的25.6-70.5％和4.14-17.3％，其平均值分别为44.2％和11.2％。用固体~(13)C核磁共振(~(13)C NMR)表征了NHC，其图谱中主要有两个显著的芳香和脂肪碳特征峰，这与以前报道的干酪根的~(13)C NMR谱图特征相似。同时研究了不同有机质组分对菲的吸附行为，结果表明，菲的吸附等温线都呈现出明显的非线性，能很好地拟合Freundlich方程，而且NHC和BC比其原始和DM的吸附容量都有明显提高。这些结果揭示了NHC和BC主要控制着菲在土壤和沉积物中的吸附行为。沉积物及其NHC对菲的吸附容量要高于土壤及其NHC，与土壤和沉积物中有机质的不同来源有关；NHC在不同粒径级分上的分布是不均匀的，较多的NHC集中分布在较小和最小的级分上，不同大小级分上的有机质来源可能不同。较大级分上的NHC含有较高的芳香碳，低的H／C原子比值，而较小级分上含有较高的脂肪碳，高的H／C比值；所有供试样品对苯的吸附／解吸等温线均为非线性，符合Freundlich模型。用CO_2吸附测定样品的微孔体积与苯吸附体积相当，而大于菲吸附体积。供试样品对苯的解吸都表现出很强的解吸滞后效应，而且，发现有机质中芳香碳含量越高、脂肪碳越低、H／C比值越低、矿物含量越低，吸附滞后越明显，这可能与苯在有机质上的吸附是以微孔吸附有关。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（广州地球化学研究所）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：X131.3
【图文】：

原始样品,吸附等温线,Freundlich等温方程,有机质组分

列入了单点的Ko。值(Ko。=(qe/Q)呱))，单位为mL/g，菲的浓度取卿Sw等于0.005、0.05、0.5时。可以用Ko。值直接地比较不同有机质组分的吸附能力。原始样品及其NOM组分的Freundlich等温方程的拟合程度如图3一1所示。3.6试验结果与讨论3.6.1吸附等温线从表3一2与图3一1可以看出，23个样品对菲的吸附等温线均为非线性，而且很好地拟合了Freundlich方程，与其它研究结果一致(梁重山等，2004)。原始样

吸附行为,有机质,沉积物,组成性质

吸附参数(LO醒oc和n)与样品组成性质(R了C比值和脂肪碳、芳香碳百分含量)间的线性关系

【引证文献】