DDTs在固—气和环丙氨嗪在固—液界面的迁移机理研究

发布时间：2020-06-20 14:34

【摘要】：农药对环境造成的影响日益严重。农药进入环境后不仅会对当地的环境产生危害，还可以通过大气或者是水流进行长距离迁移从而造成大范围的影响。农药的疏水性影响着其环境行为及归宿。不同疏水性农药在环境介质中的迁移方式是不同的，因此，研究不同疏水性农药在相间界面上的迁移机理是十分必要的。吸附作用可以有效抑制迁移，通过对高疏水性农药在固-气相间以及低疏水性农药在固-液相间吸附机理的研究，可以帮助解释农药在相间界面迁移的机理。本研究中通过固体逸度计以及批实验的方法，研究了不同环境温度（T）和有机碳含量（foc）条件下高疏水性的滴滴涕及其代谢产物（DDTs）在固-气相间的分配作用，以及pH值和共存阳离子影响下环丙氨嗪在固-液相间的吸附作用。综合分析了农药的相间吸附机理，成果可为有效地防治农药迁移对环境造成的影响提供依据。主要的研究成果如下：（1）土壤介质中foc的增加（从0.62%到4.73%），使得土壤的体积密度下降（从1.53g cm-3到1.39g cm-3）。这造成了高疏水性农药的土壤-气分配系数（KSA）不随foc的增加等比例增加。（2）环境温度高于0oC时，温度的升高使得KSA与辛醇-气分配系数（KOA）之间的斜率接近1。通过对高疏水性农药在土壤-气相间分配的焓变（ΔHSA）进行分析可知：ΔHSA随着农药疏水性的增加而增加。相对于p,p’-的滴滴涕（DDT）、滴滴伊（DDE）以及滴滴滴（DDD）来说，o,p’-的DDT、DDE以及DDD更难从土壤环境迁移到大气环境中。（3）通过分析，选择了影响KSA的主要因素（即：有机物的KOA、foc以及T）为参数，建立了可预测DDT及其代谢产物KSA的多参数预测方程（样本数n=96，r2=0.909， RSSR=0.266）。（4）为了解土壤有机质性质对低疏水性农药在固-液相间吸附作用的影响，用H2O2对腐殖酸进行了氧化。氧化使得一部分腐殖酸变成了富里酸。因为富里酸分子表面的吸附点位比腐殖酸要少，从而使得环丙氨嗪的吸附量下降。当环丙氨嗪的平衡液相浓度为4mg L-1时，经H2O2改性后，吸附剂的固相吸附量比未改性时减少了13.37%。（5）环丙氨嗪在颗粒混合介质上的吸附机理包括表面吸附和分配作用，而改性颗粒混合介质对环丙氨嗪的吸附机理则主要是分配作用。随着pH值的上升（从4.0到7.2），环丙氨嗪在溶液中的质子化作用减小，由于静电作用以及吸附剂表面的阳离子交换作用减弱，使得环丙氨嗪在颗粒混合介质上的吸附平衡常数下降（kd从43.88L kg-1降至30.55L kg-1）。共存阳离子（Na+和Ca2+）会与质子化的环丙氨嗪产生竞争作用，从而导致吸附量的降低。
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X592;X131

【参考文献】