Effects of temperature and surfactants on naphthalene and phenanthrene sorption by soil

Adsorption experiments were carried out to investigate the sorption behaviors of naphthalene and phenanthrene in six different soils and to determine the effects of temperature, linear alkylbenzene sulfonate (LAS) and cetylrimethyl ammonium bromide (CTAB) on sorption. The results show that for a given sorbent phenanthrene exhibited greater nonlinear and stronger sorption than naphthalene. There was a strong negative correlation for the Koc values with organic carbon content (foc). The increase of temperature was not favorable to sorption. Sorption decreased along with the increasing aqueous LAS concentration from 0 to 1000 mg/L. At low CTAB concentration (＜ 100 mg/L), the adsorption increased as CTAB hemimicelles formed on the soil surface. At high concentration, CTAB decreased the adsorption by occupying active hydrophobic adsorption sites and solubilization of naphthalene and phenanthrene.     

重金属污染的长春水田黑土对菲的吸附作用

以菲为多环芳烃(PAHs)代表物,研究了Pb、Zn、Cu污染后黑土对PAHs的吸附作用.结果表明,分配作用是黑土吸附菲的主要机制,无论重金属污染与否,黑土对菲的等温吸附曲线均呈线性.实验条件下,重金属污染后黑土对菲的吸附作用明显增强,且随重金属含量提高,黑土对菲的吸附系数(Kd)和有机碳标化的吸附系数(Koc)增大.由于重金属的“键桥”作用,黑土吸附菲的平衡溶液中水溶性有机质(DOM)浓度降低,土壤固相有机质含量略有增加(不超过原有有机质含量的0.53%).计算了这部分增加的固相有机质对菲的吸附系数K_Ph/soc,并分析了溶液中DOM对土壤吸附菲的影响.结果显示,溶液中DOM浓度变化及其与菲的结合作用对重金属影响土壤吸附菲的贡献甚微;而K_Ph/soc值则比土壤原有有机质对菲的吸附系数K_d值大2～3个数量级,这是重金属污染导致土壤吸附作用增强的根本原因.     

除草剂苄嘧磺隆在土壤中的吸附

应用平衡法研究了除草剂苄嘧磺隆在8种土壤中的吸附特性．结果表明,土壤对苄嘧磺隆有很强的吸附性,且随供试土壤理化性质的差异其吸附性呈明显变化．苄嘧磺隆在土壤中的吸附符合Fruendlich方程,其在土壤中的吸附常数Kf与土壤有机质、粘粒含量呈显著正相关(r＝0．7393*和0．7751*,p＜0．05),与土壤pH呈显著负相关(r＝0．7068*,p＜0．05)．苄嘧磺隆在土壤上的吸附自由能为11．45—13．38KJ／mol,表明苄嘧磺隆在土壤中的吸附以物理作用为主。     

Sorption of pyrene on two paddy soils and their particle-size fractions

In the present study, the sorption of pyrene on two kinds of bulk paddy soils, Gleyic Stagnic Anthrosols, and Ferric accumulic Stagnic Anthrosols as well as their particle-size fractions was investigated. The sorption isotherms fitted well with Freundlich equation. For both soils, the clay fraction（ 〈 2μm） and coarse sand fraction（2000-250μm） had higher sorption capacity than fine sand fraction（250-20 μm） and silt fraction（20-2 μm）. The IogKoc values obtained of each soil and its particle-size fractions were similar, proving that SOM content was a key factor affecting pyrene sorption. The Kd values showed a significant correlation with contents of dithionite-extractable Fe in both paddy soils and a good relationship with CEC in Gleyic Stagnic Anthrosols, indicating possible effects of surface properties of particle-size fractions on the sorption of pyrene.     

模拟根系分泌物对土壤吸附菲的影响

采用批量平衡试验方法,研究了模拟根系分泌物(ARE)对黄棕壤、棕红壤和红壤吸附菲的影响.结果表明,3种土壤对菲的等温吸附曲线均为线性,加入ARE后,土壤吸附菲的分配系数(Kd)和有机碳标化的分配系数(Koc)显著降低,且降低量随着ARE浓度的增加而增大,表明ARE抑制了土壤对菲的吸附.土壤有机质含量越低,ARE对土壤吸附菲的抑制作用越明显.分析土样吸附菲的平衡溶液中水溶性有机质(DOM)浓度,发现加入ARE后土壤有机质含量略有降低(1.64%),而DOM浓度增大,DOM与菲的结合作用对土壤吸附菲的抑制作用增强,这可能是ARE抑制土壤吸附菲的主要原因.     

地带性土壤对苯胺吸附行为的研究

土壤作为挥发性有机污染物的源与汇,研究污染物在其中的吸附行为对探明污染物环境归趋和生态风险意义深远。以苯胺为代表性污染物,在综合分析我国12种地带性土壤的基本理化性质基础上,探讨苯胺在土壤-水界面分配规律以及该吸附行为与土壤理化性质之间的关系。结果表明:1）12种地带性土壤对于苯胺的吸附能力差异明显,其中,黑龙江黑土吸附苯胺能力最强,理论饱和吸附量最大;2）考虑到部分土样的吸附等温线表现出明显的非线性,用Freundlich模型拟合土壤吸附苯胺的等温线;3）12种地带性土壤的理化性质差异显著;4）有机质含量对苯胺土-水界面吸附行为影响最为显著:有机质含量越高,土壤对于苯胺的吸附能力越强。     

我国18种不同理化性质的土壤对硒酸盐的吸附解吸作用研究

硒在土壤中的环境化学行为及其生物有效性在很大程度受到吸附解吸作用的影响,土壤对硒的吸附解吸因为土壤理化性质的不同差异很大.本文采用批量吸附实验,选择土壤性质差异较大的我国18种农田土壤,探讨了土壤p H、无定形铁铝氧化物、有机质和机械组成等对SeO_4~(2-)吸附的影响.结果表明,18种土壤对SeO_4~(2-)的吸附均是一个先快后慢的过程,在24 h达到吸附平衡;二级动力学方程为描述SeO_4~(2-)吸附的最佳模型(R20.976),18种土壤对SeO_4~(2-)吸附大多符合Freundlich模型(R20.842);土壤对SeO_4~(2-)吸附量与p H值(P0.01)、碳酸盐含量(P0.05)呈显著负相关,而与无定型铁、铝含量(P0.01)及有机质含量(P0.05)呈正相关;18种土壤对SeO_4~(2-)吸附的固液分配系数(Kd值)均很低(0.99~18.18 L·kg~(-1));土壤SeO_4~(2-)解吸率均大于80%,表明吸附是可逆的;土壤吸附SeO_4~(2-)的低Kd值和高解吸率反映了硒酸盐易迁移淋溶的特性,这应当在区域环境硒的评价和调控中受到关注.     

天然有机质对土霉素在西北灰钙土上吸附行为的影响

抗生素被广泛应用于日常生活中,大量含有抗生素的废弃物通过多种途径进入土壤给人类健康和土壤环境带来了严重危害,因此,探索抗生素类有机污染物在土壤中的吸附机理对土壤污染防治具有重要意义.以西北灰钙土为研究对象、以OTC（oxytetracycline,土霉素）为目标污染物,采用批量法分析灰钙土在添加有机质前、后对OTC的吸附动力学、热力学特征及其影响因素.结果表明:OTC的动力学吸附过程分快吸附阶段（0~2 h）和慢吸附阶段（2~10 h）,10 h之后吸附基本达到平衡,吸附过程拟合均符合准二级动力学模型.对不同温度下OTC在灰钙土上的吸附过程进行拟合显示,Langmuir和Freundlich热力学模型拟合的R2分别在0.930~0.985和0.967~0.973之间;对于不同初始ρ（OTC）在添加有机质灰钙土上的等温吸附过程,Langmuir和Freundlich热力学模型拟合的R2分别在0.952~0.988和0.936~0.971之间,表明这两种模型均可较好地解释此吸附过程;热力学参数ΔGθ（吉布斯自由能变）小于0,ΔHθ（焓变）和ΔSθ（熵变）均大于0,表明吸附为自发进行的混乱程度增大的吸热反应.添加外源性有机质HA（humic acid,胡敏酸）和FA（fulvic acid,富里酸）能增加OTC的吸附量,且自制有机质的促进作用大于市售有机质,HA的促进作用大于FA.随着初始ρ（OTC）的增大,吸附量呈增加趋势;Ca2+和Na+的加入均使OTC的吸附量减小,且离子浓度越高、价态越高,抑制效果越明显;不同pH对OTC吸附的影响均较小.研究显示,不同来源、种类的有机质均可促进OTC吸附,但不会改变吸附平衡时间;HA的疏水性较FA强,对OTC的吸附量较高;溶液pH对OTC吸附影响不显著,但不同价态、浓度的金属阳离子对OTC的吸附有较大影响.      

生物质炭及老化过程对土壤吸附吡虫啉的影响

通过批处理恒温振荡法,系统考察了土壤类型(熟化红壤、新垦红壤)、生物质炭种类(竹炭、稻草炭)、生物质炭用量(0、0.1%和0.5%,质量分数)及老化过程(恒湿30 d)对土壤吸附吡虫啉的影响.Freundlich曲线描述的研究结果表明,有机质含量高的熟化红壤对吡虫啉的吸附能力强于有机质含量低的新垦红壤.生物质炭的添加能增强土壤对吡虫啉的吸附能力,且吸附能力随生物质炭施用量的增加而显著提高.添加等量生物质炭,新垦红壤吸附吡虫啉能力的增强效果强于熟化红壤;在同种土壤中添加不同种类的等量生物质炭,新垦红壤添加稻草炭后吸附能力更强,熟化红壤添加竹炭后吸附能力更强.恒湿老化后的处理对吡虫啉的吸附能力与新鲜处理相比明显降低,且添加竹炭的处理比稻草炭处理受老化过程影响更大.     

农田灰钙土中有机质和碳酸钙对Zn吸附-解吸行为的影响

采用序批平衡法,研究了Zn在去除有机质及去除碳酸钙前后灰钙土的吸附-解吸行为.结果表明,在试验土壤中吸附量均随着加入Zn浓度的增加而增加,且去碳酸钙土对Zn吸附固定能力明显低于灰钙土,即有机质对灰钙土Zn的吸附影响小于碳酸钙;去有机质及去碳酸钙前后灰钙土对Zn的吸附过程不适合用 Langmuir方程描述,而 Freundlich方程能够很好地拟合,调整后的决定系数R2￠均大于0.90,达到极显著水平(P<0.01);去除有机质和碳酸钙后灰钙土对Zn的解吸率都升高,且灰钙土去碳酸钙后解吸率略高于去有机质;去除有机质及碳酸钙前后灰钙土的解吸量均随吸附量的升高而升高,且去碳酸钙土解吸量最大,去有机质土次之,灰钙土最小;土壤有机质和碳酸钙对Zn均有较强的络合吸附效应,能有效降低Zn的迁移活性,从而促进吸附,抑制解吸.     

新农药HW-02在土壤中的吸附

采用振荡平衡法研究了新型除草剂HW-02在5种不同土壤中的吸附特性. 结果表明:土壤对HW-02的吸附性强;HW-02在黑钙土、白浆土、草甸土、砂性土和黏壤土等5种土壤中的吸附可用Freundlich等温式较好地描述,其吸附系数(K_F)分别为332.65,103.32,672.97,577.96和289.60,吸附自由能变绝对值(ΔG)分别为16.55,22.73,18.32,18.48和22.86 kJ/mol,说明HW-02在土壤中的吸附以物理吸附为主;HW-02在5种土壤中的有机质吸附常数(K_OM)为796.57～10 197.18,说明其在土壤中迁移性很弱. HW-02在土壤中的吸附系数与土壤w(有机质),pH和w(黏粒)相关性较好,而与阳离子交换量(CEC)的相关性差,说明土壤w(有机质),w(黏粒)和pH是影响HW-02在土壤中吸附的主要因素.      

挥发性氯代烃在湿润土壤中的平衡吸附研究

吸附是挥发性氯代烃(volatile chlorinated hydrocarbons,VCHs)赋存于土壤的主要机制之一.开展动态吸附实验,研究了4种常见VCHs污染物在我国8种典型土壤中的吸附平衡关系.结果表明,土壤在干燥条件下对VCHs气体的吸附能力要远大于湿润条件,且随含水率的升高吸附能力急剧下降,在含水率达到10%以后土壤吸附量趋于稳定.湿润土壤对三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)、1,1,1-三氯乙烷(MC)气体的吸附等温线符合Henry型吸附等温式,而1,1,2-三氯乙烷(1,1,2-TCA)符合Freundlich模型.VCHs在湿润土壤中的吸附量总体上与土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)含量呈正相关,且受SOC类型和化合物极性影响较大.弱极性的TCE、PCE在土壤中的吸附能力与SOC含量呈严格正相关,而极性的MC、1,1,2-TCA在黑土等高碳土壤中不仅与SOC含量有关,还受到SOC物质组成的影响.建立了TCE和PCE在湿润土壤中的平衡吸附量预测模型,预测值与实测值相关性良好(n=80,R2=0.98).     

植物角质层的蜡质组分对甲萘酚的吸附作用

采用批量平衡法,比较研究了苹果角质结合蜡质、分离蜡质和重建蜡质对极性有机污染物甲萘酚的吸附作用,并探讨了不同负载量的重建蜡质的吸附性能,以期为准确预测有机污染物在不同状态蜡质组分上的吸附行为提供依据.结果表明,甲萘酚在苹果角质层、脱蜡角质层、分离蜡质(IW)、重建蜡质(BW)上的等温吸附线呈非线性,符合Freundlich方程.植物蜡质对甲萘酚的吸附作用与蜡质所处状态密切相关,吸附能力(Koc)大小顺序为:重建蜡质(321.2) > 分离蜡质(190.4) > 角质结合蜡质(128.4),表明植物角质层进入土壤后发生演化过程中,其中不易降解的蜡质的吸附能力逐渐增大.重建蜡质(BW)的吸附系数(Kd)与甲萘酚的浓度呈负相关,与蜡质的负载量呈正有关.在低浓度时,甲萘酚的有机碳标化吸附系数Koc值随有机碳含量(foc)增大先增大后减小,存在一些强的特殊作用;而高浓度时, Koc-基本为一常数,不随蜡质负载量而变化,主要吸附机理为分配作用.角质结合蜡质(CW)对角质层的总吸附作用的贡献较小,但随甲萘酚平衡浓度的增大而逐渐增大,并于高浓度时, CW的吸附能力与IW相当.     

湿地土壤对硝基苯的吸附-解吸作用

应用平衡法研究硝基苯在湿地土壤中的吸附-解吸特性.结果表明,湿地土壤对硝基苯具有较强的吸附能力,其吸附行为可以用Linear和Freundlich型吸附等温式描述,不同类型湿地土壤对硝基苯的吸附和解吸能力有所不同.将吸附常数Kf与湿地土壤的理化性质进行相关性分析表明,土壤有机质含量与硝基苯吸附系数显著相关(r=0.888,P<0.01,n=7),其中泥炭沼泽土表层有机质含量最高,其吸附系数也最大(86.44 mg·kg-1).硝基苯在湿地土壤中的吸附自由能变化量为10.68～13.45 kJ·mol-1,表明其吸附以物理吸附为主.不同类型湿地土壤对硝基苯的解吸能力也有一定的差别,其中草甸白浆土的解吸率最大(41.87%),泥炭沼泽土表层解吸率最小(11.79%).     

土壤相对表观极性及其对有机污染物吸附的影响

以干土壤做气相色谱固定相,用测定气相色谱固定液相对极性的方法,测定了广州、四川云阳、太原、乌鲁木齐等地区的６种土壤相对表观极性（SRP）,及其基本性质。结果表明：ＳＲＰ（ｙ）与土壤有机质含量（x₁）、［O＋N］含量（x₂）呈正相关,与粘粒（＜0.01mm）含量（x₃）呈负相关,其关系式为y＝54.2705+17.7698x1+0.1834x₂-0.2014x₃,相关系数γ分别为0.9980、0.9463、-0.8792（n＝6,p<0.05）;随着SRP值的增加,萘和硝基苯的有机质吸附系数K_(om)下降。     

敌敌畏在土壤中吸附特性的研究

研究了敌敌畏在2种土壤(东胜土壤和杭锦2#土)中的吸附特性,观察了土壤的性质如w(有机质),w(粘粒),CEC,pH和离子强度等因素对吸附的影响.结果表明:敌敌畏在2种土壤中的吸附过程符合一级动力学规律,可用线性等温式描述,分配常数Kd分别为0.119 0和0.369 3 mL/g;敌敌畏在杭锦2#土中的吸附量比较大,在东胜土壤中的吸附速率比较快.土壤性质与分配常数的相关分析发现:支配敌敌畏在土壤中吸附的主要因素是pH和离子强度,随着pH的增加和离子强度的降低,敌敌畏在2种土壤中的吸附量增大.      

滇池泥炭土对两种抗生素和双酚A的吸附

用不同浓度NaOH溶液处理采集自云南滇池的泥炭土,研究处理前后的泥炭土对两种抗生素磺胺甲恶唑（SMX）、卡马西平（CBZ）及双酚A（BPA）的吸附机理,并深入探讨3种污染物及泥炭土性质对吸附特性的影响.吸附等温线拟合结果表明,Freundlich模型对3种物质在泥炭土上的吸附等温线有较好的拟合优度.3种物质中,BPA的非线性指数n值最低,这可能是由于其不对称的结构特征导致.随着处理泥炭土的NaOH浓度增加,3种吸附质在泥炭土上的吸附顺序为BPA > CBZ > SMX,BPA的吸附最高可能是由于其含有两个酚羟基,与泥炭土有较强的极性作用导致,而CBZ的吸附比SMX的吸附高是由憎水性作用引起.NaOH处理后并没有增加泥炭土对这3种吸附质的吸附,说明对于离子型化合物,吸附过程和机理复杂,BPA蝴蝶状结构及苯环上含有两个羟基可能导致其在泥炭土上出现特异性吸附,这导致其吸附系数最高;NaOH处理后泥炭土的有机碳含量增加但比表面积可能降低,从而使3种污染物的吸附降低.因此,本研究3种离子型化合物在泥炭土上的吸附受到吸附质的官能团及溶解度、泥炭土的有机碳含量及官能团等多种因素的影响.     

灭草松在土壤中吸附的支配因素

通过振荡平衡法测定了灭草松在6种土壤中的吸附等温线,计算了灭草松在吸附过程中平均偏摩尔自由能的变化值.结果表明灭草松在其中5种土壤上的吸附等温线为直线,分配常数Kd 0.14～0.31mL·g^-;土壤吸附灭草松的强弱次序为:德清水稻土＞安吉水稻土(pH4.79)＞余杭水稻土＞临安红壤＞安吉水稻土(pH7.36)＞德清黄壤.土壤性质与分配常数的相关分析,发现支配灭草松在土壤上吸附的主要因素是pH值和土壤有机质含量.灭草松在土壤上的吸附主要是中性灭草松及其阴离子在土壤有机质中的分配,与有机质性质关系不大.     

北京郊区几种典型土壤对硼的吸附性能

采用室内模拟法,研究了石灰性土壤中硼的吸附及其与土壤各化性质的关系,对北京郊区不同海拔高度５种土壤吸附硼的几种影响因素研究结果表明,和种土壤对硼的吸附符合Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ等温吸附方程,其吸附量随土壤ＰＨ值的增加而升高,     

磺胺嘧啶在作物根际土壤中的吸附/解吸特性研究

采用根际袋盆栽实验,研究了在小麦和玉米根际效应作用下,土壤对磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD)吸附/解吸热力学与动力学特性.结果表明,小麦和玉米根际与非根际对SD的吸附/解吸均较快,描述2种作物根际与非根际对SD吸附过程最优动力学方程皆为Elovich方程,其次是双常数方程和抛物线方程.在实验所采用的SD浓度范围内,不同处理小麦和玉米根际与非根际对SD的吸附量均随着SD浓度的增加而增加,但根际对SD的吸附能明显高于非根际.用Freundlich方程描述小麦和玉米根际与非根际对SD等温吸附行为最为适宜.SD在小麦和玉米根际与非根际的解吸过程都是非线性的,且在根际的解吸能力明显低于非根际.此外,将小麦和玉米根际与非根际的平均吸附常数(Kf-ads)及平均解吸常数(Kf-des)与土壤有机质、pH、黏粒3种理化性质关系进行逐步回归分析发现,有机质是影响根际SD吸附/解吸行为的关键因素.