西南地区三种农业土壤对硫丹的吸附与解吸特征

发布时间：2017-05-21 15:18

  本文关键词：西南地区三种农业土壤对硫丹的吸附与解吸特征，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：硫丹是一种广谱、高效的有机氯农药,主要用于棉花、小麦、烟草、茶树和苹果等作物的杀虫除螨,具有较强的毒性和生物积累性,可在全球范围内迁移,2011年被列入持久性有机污染物清单。我国从1994年开始生产和使用硫丹,多年施用使得我国很多地区土壤中都有不同程度的硫丹残留和积累；进入土壤中的硫丹可进行生物和非生物降解,半衰期长达60～800 d,对农业生态环境和人体健康都构成了严重威胁。由于硫丹为疏水性有机污染物,可被土壤胶体牢固吸附,降低了微生物降解的去除效率,研究硫丹在土壤中的环境行为,可以为保护土壤环境质量、保证农产品安全、发展硫丹污染土壤的修复理论与实验技术提供科学依据。目前,一些学者开展了硫丹在土壤中的吸附与解吸行为研究,主要涉及砂壤、冲积土、黏土、红壤和堆肥土等农业土壤,认为硫丹的吸附行为与土壤类型、有机质含量和土壤pH直接相关,也受土壤质地、土壤湿度和硫丹初始浓度等因素的影响。紫色土、砖红壤和冲积土是我国西南地区广泛分布的3种农业土壤,该地区在防治农作物虫害时曾经大量施用硫丹,至今仍在烟草等作物栽培中使用,使得土壤中硫丹残留较为严重。但是,硫丹在这些土壤中的迁移转化行为尚不清楚,也未见紫色土、砖红壤和冲积土对硫丹的吸附与解吸特征研究的报道。为此,本文采用静态吸附和解吸实验,开展紫色土、砖红壤和冲积土对硫丹的吸附与解吸特征研究,考察土壤吸附硫丹的影响因素,探讨土壤对硫丹的吸附机制,取得了如下主要研究结果：1.二级动力学方程能够很好地描述3种土壤对硫丹的吸附过程,紫色土、冲积土和砖红壤对α-硫丹的初始吸附速率常数分别为0.157、0.125和0.104 mg(g·min),β-硫丹分别为0.115、0.088和0.082 mg/(g·min)。α-,β-硫丹的吸附速率常数均以紫色土最大,砖红壤最小。2. Langmuir等温吸附模型能够很好地描述3种土壤对硫丹的吸附热力学特征,获得α-硫丹在紫色土、砖红壤和冲积土中的最大吸附量分别为0.088、0.069和0.047mg/g,β-硫丹分别为0.024、0.017和0.020 mg/g。α-,β-硫丹的最大吸附量均以紫色土最高。3.硫丹在3种土壤中的吸附过程是物理吸附和化学吸附共同作用的结果。土壤胶体吸附硫丹主要受疏水键和范德华力的影响,氢键作用相对较小,物理吸附占据支配地位。同一土壤对α-硫丹的吸附量大于β-硫丹,这与硫丹的分子结构有关,β-硫丹对土壤的亲合力比α-硫丹高。4.紫色土、砖红壤和冲积土中α-硫丹的解吸率分别为12%～21%、14%-26%和13%～24%,最大解吸量分别为0.032、0.036和0.033 mg/g；β-硫丹的解吸率分别为15%～22%、18%～27%和16%～25%,最大解吸量分别为0.011、0.012和0.011mg/g。3种土壤中硫丹的解吸率都比较低,说明硫丹可被土壤胶体牢固吸附。5.在本研究所设条件下,土壤吸附硫丹的主要影响因素为吸附液初始pH、土壤质地和有机质含量,温度和吸附剂用量的影响相对较小。在室温、振荡时间为12 h,吸附液初始pH分别为8、7和7时,硫丹可被在紫色土、砖红壤和冲积土有效吸附。
【关键词】：硫丹 吸附 解吸 紫色土 砖红壤 冲积土
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X592
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-13
• 第1章 文献综述13-25
• 1.1 硫丹的理化性质13-14
• 1.2 硫丹的毒性14-15
• 1.3 环境中的硫丹及其危害15-16
• 1.3.1 水体中的硫丹15
• 1.3.2 大气中的硫丹15-16
• 1.3.3 土壤中的硫丹16
• 1.4 硫丹在我国的使用现状16-17
• 1.5 有机氯农药在土壤中的吸附行为与机理17-23
• 1.5.1 吸附机理17-18
• 1.5.2 吸附模型18-21
• 1.5.3 吸附影响因素21-22
• 1.5.4 土壤吸附态农药的解吸22-23
• 1.6 硫丹在土壤中吸附与解吸的研究现状23-24
• 1.7 问题与展望24-25
• 第2章 引言25-29
• 2.1 研究目的与意义25
• 2.2 研究内容25-26
• 2.2.1 硫丹在3种农业土壤中的吸附特征25-26
• 2.2.2 三种农业土壤吸附硫丹的机理分析26
• 2.2.3 硫丹在3种农业土壤中的解吸特征26
• 2.2.4 土壤吸附硫丹的影响因素26
• 2.3 研究特色26-27
• 2.4 技术路线27-29
• 第3章 材料与方法29-33
• 3.1 供试土壤29
• 3.2 主要仪器和试剂29-30
• 3.3 实验步骤与方法30-32
• 3.3.1 吸附实验30
• 3.3.2 解吸实验30-31
• 3.3.3 土壤吸附硫丹的影响因素31
• 3.3.4 样品处理与测定31-32
• 3.4 数据处理与分析32-33
• 第4章 结果与讨论33-53
• 4.1 三种农业土壤吸附硫丹的动力学特征33-36
• 4.2 三种农业土壤吸附硫丹的热力学特征36-40
• 4.3 土壤吸附硫丹的机制分析40-44
• 4.3.1 温度对土壤吸附硫丹的影响40-41
• 4.3.2 土壤吸附硫丹的热力学参数41-44
• 4.4 硫丹在3种土壤中的解吸特征44-47
• 4.4.1 解吸动力学特征45-46
• 4.4.2 解吸热力学特征46-47
• 4.5 三种土壤对硫丹吸附解吸特征的差异47-48
• 4.6 两种硫丹同分异构体的吸附解吸行为差异48-49
• 4.7 土壤吸附硫丹的影响因素49-53
• 4.7.1 吸附液的初始pH49-50
• 4.7.2 吸附剂用量50-53
• 第5章 结论与建议53-55
• 5.1 主要结论53
• 5.2 建议53-55
• 参考文献55-63
• 致谢63-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研项目65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：384039