有机污染物在土壤—水体系中的分配理论

介绍了有机污染物在土壤－水体系中的分配理论，该理论认为有机污染物主要被土壤有机质以非吸附的方式所吸收，所以多种污染物被同叶吸收时不存在竞争作用，而且吸收量受到土壤有机质和有机污染物分子极性的影响。有机污染物在土壤有机质－水体系中的分配系数，主要与其水溶性有关。     

天然有机质疏水性定量方法及吸附预测模型

天然有机质是有机污染物在土壤和水环境中的重要赋存相，显著影响有机污染物的传输、归趋和生物有效性.有机污染物的有机碳-水分配系数是污染物迁移积累模型的核心参数.如何准确、快速地评估有机污染物在天然有机质上的吸附行为是环境科学研究的一个重要科学问题.该方向的研究内容主要包括有机污染物和天然有机质性质定量描述、有机污染物-天然有机质作用机制解析和吸附预测模型构建三个环节.学界在有机污染物-天然有机质作用机制解析方向取得了丰硕的成果，在天然有机质性质定量描述和吸附预测模型构建方向仍有广阔的发展空间.本文系统评估了现有的天然有机质疏水性定量方法和天然有机质吸附预测模型.通过对方法和模型优缺点和适用范围的系统分析，揭示了现有研究的不足，展望了未来研究的主要方向.     

有机质官能团及微孔特性对疏水性有机污染物吸附的影响机制

作为重要的地质吸附剂,土壤/沉积物中的有机质是环境中疏水性有机污染物主要的汇.由于有机质的结构异质性,疏水性有机污染物一旦进入其中,会被吸附在不同的位点上,反应活性和生态风险进而会发生变化.对疏水性有机污染物在有机质上的吸附进行研究有助于了解其在环境中的分布,传输及生物有效性.本文就疏水性有机污染物在土壤/沉积物中的有机质上吸附的国内外研究进展进行了综述,讨论了重要有机质组分(腐殖质和碳黑)的结构和吸附作用差异性,重点分析了有机质的微孔特性和官能团对吸附的影响机制.     

环境介质中有机污染物运移的数值模型

在综合考虑有机污染物在土壤-水环境体系中扩散、吸附解吸、分配以及土壤-水界面微生物降解条件下，建立了环境介质中有机污染物迁移转化的非平衡动力学模型，并编制相应的有限元程序，利用该程序对落地原油在土壤中迁移转化非平衡模式与平衡模式进行对比模拟分析，探讨了模型参数kd、λ、λ^*的变化对有机污染物迁移的影响，为定量研究土壤中有机污染物在土壤-水环境中分配与归宿提供了可靠的理论依据，同时为土壤环境质量评价及污染预测、预报与污染防治提供科学的根据与途径．图4表1参11     

Fenton氧化处理对土壤中芘的生物可利用性的影响

研究发现蚯蚓吸收土壤中污染物芘的速率很快,10 d后蚯蚓体内富集污染物浓度基本达到稳定态;土壤中的有机质是影响污染物迁移的重要因素,土壤有机质的含量越高对芘滞留(吸附)能力越强,蚯蚓富集芘的量越低,蚯蚓富集到体内污染物的浓度越低.这也说明土壤对污染物的吸附/解吸行为决定了土壤中污染物的生态风险;氧化处理降低了土壤中的有机质含量,改变土壤有机质的组成,氧化处理也降低了土壤中被吸附污染物芘对蚯蚓的生物有效性.     

水溶性有机质对土壤吸附有机污染物的影响

在自然环境中,水溶性有机质(DOM)会对土壤吸附有机污染物产生影响.基于已有的成果,本文综合分析了DOM的有关因素对土壤吸附有机污染物的影响.研究表明,不同来源的DOM的亲疏水组分比例不同;随着腐解时间的增长,亲水组分减小,疏水组分增加.外源DOM的极性与亲疏水组分所含官能团的种类和数量、分子量均会影响有机污染物的吸附;DOM的临界值浓度与土壤有机质含量负相关.当DOM浓度大于临界值时抑制吸附,反之促进吸附.DOM具有酸碱缓冲作用,影响土壤溶液的pH,进而影响对有机污染物的吸附.由于土壤内源DOM对有机污染物具有增溶作用,会抑制土壤吸附有机污染物.论文最后对今后的相关研究方向提出了建议.     

两相分配生物反应器治理高浓度有机污染研究进展

高浓度有机污染物难以进行生物降解的主要原因之一是其会对微生物产生较大毒害作用而抑制微生物生长以及降解过程,而两相分配生物反应器(Two-phase partitioning bioreactor,TPPB)可以有效解决污染物毒性的问题,因而在高浓度有机污染治理中具有较大的应用潜力.本文系统介绍了TPPB类型以及各自的工作原理,即TPPB通过非水相的引入可以溶解系统内大部分有机污染物,减少水相中污染物的浓度,降低其对微生物的毒性,并通过微生物的代谢活动实现污染物的降解,随着降解过程的进行污染物在两相间的分配平衡不断被打破,污染物又不断从非水相进入到水相之中,使得微生物的降解过程持续进行.同时分析了反应过程中的各种影响因素,如传质速率、微生物影响等,进而阐述了该技术在水体、土壤、大气污染治理中的应用,最后根据目前的研究进展,对TPPB技术的工程应用前景进行了展望.     

生物修复中有机污染物的生物可利用性

论述了土壤和地下水生物修复中有机污染物的生物可利用性。污染物的可利用性对生物修复速率和生物强化效率有重要影响。生物可利用性是指土壤和地下水中的微生物或其胞外酶对有机污染物的可接近性，它受土壤理化性质、污染物和微生物性质、污染接触时问等许多因素的综合影响。污染物的介质吸附、多相分配、老化和形成非水相基质，以及土壤微生物的吸附、过滤和沉降作用降低了污染物的可利用性。促进土壤中污染物和微生物的解吸附，增强非水相基质的溶解，加速土壤污染物与微生物之间的质量传递，可以增强污染物的可利用性和生物降解的速率。施用表面活性剂和电动力学方法可有效地增强污染物的生物可利用性。     

土壤和沉积物的有机质组分对水中非离子有机物吸着的影响

在２５℃下，分别测定来自水各地的四种土壤和八种沉积物吸着水溶液中的１，２－二氯苯和四氯化碳的吸附等温线，所有的等温线呈线性，表明土壤和沉积物吸着水溶液中的非离子有机物的过程是分配机理，土壤或沉物的本身用有机碳标化的吸附系数（Ｋｏｃ）之间差异不大，而土壤的和沉积物之间的Ｋｏｃ则存在显著性差异，这是由于沉积物有机质成分的极性小于土壤有机质成分的极性造成的，沉积物质吸着上述两种有机物的Ｋｏｃ约是土壤的Ｋ     

中原油田周边土壤及玉米中PAHs的分布

多环芳烃(PAHs)具有低水溶性和憎水性,能强烈地分配到非水相中,吸附于颗粒物上,土壤便成为其主要的环境归宿之一.残留在土壤中的多环芳烃,不仅影响土壤的正常功能,降低土壤的环境质量,而且这类致癌和致突变的有机污染物进入农田生态系统后,在动植物体内逐渐富集,并通过食物链传递给人类,进而威胁人类的健康和生存.     

一种新的有机污染物C18 EmporeTM膜/水分配系数测定方法的探讨

本文采用C18Empore^TM膜替代正辛醇模拟生物体,建立了一套新的C18Empore^TM膜／水分配系数的测定方法,并从理论和实验两方面分析了C18Empore^TM膜／水分配 系数与正辛醇／水分配系数的异同点。实验结果表明,此法测定混合有机化合物的C18Empore^TM膜／水分配系数,可以取得较为满意的结果,这种新的有机污染物C18Empore^TM膜／水分配系数测定方法的建立,可为受污染可流中混合有机物生物富集因子（BCF）的预测和水环境纳污容量的评价提供技术支持,也为多经且分有机化合物定量结果－活性相关（QSARs）的研究和实际应用开辟广阔前景。     

The role of organic matter components in soil on partitioning of Chlorohydrocarbons

Triolein, farnesol, humic acid, methyl salicylate, lignin and cellulose were selected as representative soil organic matter components. Equilibrium partition coefficients between these materials and water were experimentally determined for lindane, aldrin and a series of chlorobenzenes. Theoretical values for the chlorobenzenes were also determined using a Regular Solution Theory approach. The molecular size and polarity of the sorbent or organic matter components were identified as factors influencing the magnitude of the partition coefficient. Both experimental and theoretical partition coefficients were compared with soil/water values expressed on an organic matter basis. For the chlorobenzenes considered, experimental values for humic acid agreed most closely with those from soil, although triolein and lignin were also similar. Theoretical partition coefficients were in general lower than experimental values, but within a factor of 10 . Closest agreement was noted with triolein. Soil/water partition coefficients were consistent with partitioning between humic acid and water.     

离子化有机污染物在沉积物和水相间的平衡分配计算

本文从热力学平衡原理出发,推导出离子化有机污染物在沉积物／水相间分配系数的理论计算模型,并以苯酚,邻氯酚,２,４－二氯酚、五氯酚和苯胺的吸附实验数据为例,计算了它们在中性分子和带电荷的离子形态下的分配系数Ｋｄ和Ｋｄｉ。以及总体分配系数Ｋｄｏ研究结果表明,离子化有机污染物在沉积物和分配行为不仅与该化学物的ｐＫａ和存在形态有关。而且还取决于环境介质的ｐＨ。     

渭河水中有机物在几种土壤中的吸附特性

通过批量实验研究了渭河水中有机物在几种土壤中的吸附行为，测得吸附常数，给出吸附等温线。对吸附等温线进行分析，发现已经吸附的有机物分子会影响土壤的吸附性质。同时数据的拟合表明，有机物在不同土样中的吸附行为均可用Freundlich方程描述。吸附常数和固相一水分配系数表明4种土样中河沙的吸附能力最强，进一步的实验发现这是由于河沙中已经吸附的有机物最少，吸附位相对多，造成吸附能力强。     

五指山不同海拔高度的土壤化学性质特征

根据海南省五指山2003年土壤样品的分析结果,对不同海拔高度下五指山土壤的化学性质特征进行了分析。结果表明,在不同海拔高度下水提pH和盐提pH随采样深度的增加基本呈明显的增大趋势,交换性H 、CEC、全N和有机质随采样深度的增加基本呈明显的下降趋势;而交换性Al3 和交换性酸除在720m、894m处剖面外,其它海拔高度下也基本随采样深度的增加而明显降低。从化学过程较为活跃的表层土壤来看,水提pH、盐提pH、交换性H、交换性Al3 和交换性酸随海拔高度的增加并没有明显的同时增大或减小的分布规律,而CEC、全N和有机质有明显的增加趋势。     

基于线性溶解能关系预测污染物在被动采样材料与环境介质之间的分配系数

半透膜采样装置(SPMD)作为一种重要的被动采样器,被用于监测有机污染物的环境水平.SPMD的采样材料是置于低密度聚乙烯"口袋"中的三油酸甘油酯.根据有机污染物在被动采样材料与环境介质之间的平衡分配系数(包括被动采样材料/空气分配系数K(sA).和被动采样材料/水分配系数K(sw))值,可估算SPMD的采样速率,也可计...     

水体和沉积物中毒害污染物的生态风险评价方法体系研究进展

人类活动导致大量毒害污染物进入水体和沉积物,从而对水生生物产生诸多不利影响.开展毒害污染物的生态风险评价,筛选高风险毒害污染物,是毒害污染物风险管控和生态系统保护的基础.对美国和欧盟等发达国家和地区毒害污染物的生态风险评价方法进行了综述.水体和沉积物中毒害污染物风险评价的基本方法首先是采用预测或测定环境浓度(PEC或M...     

Biologische Sanierung von Rüstungsaltlasten

Many sites of former ammunition plants are contaminated with the explosive 2,4,6-trinitrotoluene, its derivatives and reduction products. Such nitroaromatic compounds have a high human and ecotoxic potential. Plant uptake of these organic pollutants is known and could be confirmed under field conditions. In this paper rhizospheric soil was analyzed to characterize the effect of vegetation on TNT-contaminated soil. Common beans (Phaseolus vulgaris) were used as test plants. The experiments were performed on two areas with different TNT concentrations. The data reveal a significant decrease of extractable TNT in rhizospheric soil by a factor of 5 to 6 during the vegetation period. On the area with high TNT concentration, an enrichment of nitroaromatic compounds in root tissue was found compared to the rhizospheric soil. Aminodinitrotoluene could be confirmed as the primary pollutant in the root. These results refer to a potential application of plants to biological remediation of soil contaminated with ammunition-specific pollutants.     

多环芳烃在全土及其碱提残余物上的吸附行为

以菲和芘为代表性化合物,采用8种有机质含量不同的天然全土样品及其碱提残余物进行吸附实验,并利用不同吸附模型进行数据拟合,藉以探讨有机质含量对土壤吸附行为的影响.结果表明,Freundlich吸附模型的非线性指数n都小于1,显示全土和碱提残余物在多环芳烃的吸附过程中表现出非线性特征.菲和芘的吸附行为随土壤有机质含量不同而变化,碱提残余物的吸附能力强于全土,两者吸附行为的差异主要归因于土壤有机质含量和性状的区别.     

Annual production and molecular weight as an influential factor for environmental distribution of chemicals — a case study in Japan

The changes promoted by treatment of a highly polluted soil with sulphuric acid or calcium hydroxide for changing its pH value are studied by controlling physical properties (particle size, TGA and DTA curves), evolution of metal species (exchangeable, as carbonates, related to Fe‐Mn oxides, linked to organic matter and residual) and metal uptake by plant cultures. Metal contents were determined, after wet digestion with HF—HNO₃—HC1O₄ when necessary, by AAS (Ca, Mg, Cu, Pb, Mn, Fe, Zn) or emission (Na, K). The treatment of soil with successive amounts of sulphuric leads to changes in particle size, hydration properties and exothermic peak for organic matter combustion. Very small changes were, however, detected in the alkaline treatment of soil. Soil treatments do not have practical influence on speciation of some metals (Na, K, Mg, Pb, Mn, Fe), but the intensity of the acid treatment leads to both an increase in the Cu extraction and a decrease in the Ca solubilization, probably through gypsum formation. In the case of zinc a maximum solubility in the middle of the range of acid treatment was observed. The comparison among extractants shows solubilities high for two pollutants (Pb, Cu), associated mainly to Fe—Mn oxides and organic matter, and low for two macrocomponents (Fe, K). The rest of metals, basically present in soil as carbonates or oxides, have intermediate extractions. Pot cultures weights depended mainly on both the treatment of soil (poor development in the more acid sample and drainage difficulties in the rest of acid treatments) and the situation (very low weights in laboratory runs as compared with outside), but the irrigation with water or a diluted sulphuric acid solution (at pH = 4.0) did not produce significant weight changes. Tendencies to increase plant pollution were observed for smaller soil pH, acid irrigation and probably for outside cultures, due to uptake by leaves.