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时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     

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     

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.     

DDT及其主要降解产物污染土壤的植物修复

用植草方法研究了受DDT及其主要降解产物污染土壤的植物修复试验，比较了10种草在不同污染浓度下对5种土壤的修复能力。研究表明，同一品种的草在不同土壤中对污染物的清除能力是不同的，不同品种的草在同一土壤中对污染物的清除能力也是不同的，在植物修复的过程中，通过草对有机污染物吸收的途径而去除土壤中污染物所作的贡献很小，植草3个月后，草对DDT及其主要降解产物的吸收与富集仅占原施药总量的0．13％－3．0％，而7．10％－71．94％的DDT及其主要降解产物从土壤中消失。     

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.     

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。     

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.     

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。     

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.     

万家寨引黄工程引水中化学毒物安全性评价

采用多介质环境目标值和中国地表水环境质量标准，就万家寨引黄工程水源地水中检出的和终端水预测的主要有机污染物及重金属对健康的潜在危害进行了定量评价。结果表明，在不考虑引水工程输水模式对水质影响的情况下，有机污染物和重金属对人体的健康影响度（TAS）均大于1，同时，有机污染物中的苯，特别是邻苯二甲酸二丁酯的浓度明显超过国家标准。在考虑输水模式对水质影响的情况下，引水中有机污染物的TAS低于1，但邻苯二甲酸二丁酯的浓度仍然超过国家标准。在考虑输水模式的情况下，引水终端水中重金属的含量可达《地表水环境质量标准》（GHZB1－1999）中Ⅲ类水标准。     

土壤与沉积物对多环芳烃类有机物的吸附作用

吸附作用是疏水性有机物在土壤和沉积物环境中的重要迁移转化行为之一。多环芳烃是环境中一种重要的疏水性有机污染物。文章着重阐述了多环芳烃类有机物在土壤和沉积物中有机质和粘土矿物吸附机理，指出土壤、沉积物有机质的结构异质性是导致非线形吸附的重要原因；分析了影响多环芳烃吸附过程的诸多因素，并提出该研究领域存在的问题以及今后发展的方向。     

有机污染物分子连接性指数与其它理化参数的相关性

本文对分子连接性指数法的发展和计算方法作了简要介绍,主要讨论了有机污染物分于连接性与其分配行为、水溶解度、土壤吸附、毒性和生物富集的关系。结果表明:X与Kow,Sw,Kom,LC_(50)和BCF等呈良好线性关系,因而分子连接性指数可以用来预测有机污染物的上述理化参数。     

基于有机污染物生物有效性的土壤环境质量基准的探讨

我国的土壤污染日益严重,由于污染物对土壤生物产生的毒性效应与其生物有效态含量相关,以污染物总量为指标的土壤环境质量标准已无法满足当前土壤管理的需求,亟需开展以生物有效性为基础的土壤环境质量基准的研究工作。目前对土壤中重金属的生物有效性的研究较为深入,但是针对有机污染物的土壤生物有效性研究相对匮乏。本研究综述了有机污染物在土壤中的结构形态、吸附吸收和迁移转化,以及影响土壤中有机污染物生物有效性的关键因素。从我国有机污染物的污染现状、土壤类型分布情况,以及物种选择3个方面对基于生物有效性的土壤环境质量标准/基准的制定进行探讨,以期为我国根据国情制定适合本土特征的生态安全土壤质量标准提供借鉴。     

农田土壤中汞的吸附分配行为研究

汞是环境中毒性最强的重金属之一,由于具有持久性、长距离迁移性和生物累积性被列为全球性污染物。土壤是汞重要的源和汇,在汞的生物地球化学循环中发挥关键作用,其理化性质可以显著影响汞的吸附分配行为。本文基于采自全国各地的131份农业土壤样品考察了汞(Hg2+)在土壤中的吸附分配行为,测定了Hg2+的固液分配系数(Kd),并探讨其与p H、有机质(OM)、粒度组成、溶解性有机质(DOM)和总硫等土壤理化性质的关系。利用逐步多元线性回归的方法分析发现旱地土壤对汞Kd的主要影响因素是DOM和土壤粒度,而水田的主要影响因素是总硫。通过淹水实验,进一步探究了土壤氧化还原对Hg2+分配的影响。研究发现,旱地土壤中,大部分土壤在淹水30 d后Kd呈明显增大趋势,继续淹水至60 d的Kd表现为稳定或下降的趋势;大部分水田土壤在淹水条件下Kd未表现出增大的趋势,且随淹水时间呈稳定或下降的趋势。     

不同来源重金属在土壤中的形态分布差异

试验表明：不同来源的Ｐｂ、Ｚｎ和Ｃｄ复合污染物在土壤中的形态分布有明显的差异，在废矿水和尾矿砂污染的土壤中，Ｐｂ、Ｚｎ和Ｃｄ主要以残渣态存在，而添加土壤中的Ｐｂ主要以弱专性吸附态和有机结合态存在，Ｚｎ和Ｃｄ主要以交换态存在，大豆苗对添加土壤中Ｐｂ、Ｚｎ和Ｃｄ的富集能力较强，而对废矿水污染和尾矿砂污染土壤中Ｐｂ、Ｚｎ和Ｃｄ的富集能力相对较弱。     

超临界流体萃取在研究土壤和沉积物结合态残留中的应用

许多有机污染物在土壤和沉积物中形成持久稳定的结合态残留；结合态残留对土壤和沉积物的解毒过程、污染物长期分配行为、生物可用性和生物毒性都具有重要影响。为了揭示结合态残留的形成机制及其对污染物环境行为和毒理学参数的影响，从土壤或沉积物中提取出不同结合状态的有机污染物就显得非常重要。超临界流体萃取(SFE)可以实现选择性萃取，从而得到有关污染物一基体间相互作用的信息。文章介绍了SFE应用类型、超临界流体种类以及影响SFE萃取率的因素，对SFE模拟有机污染物长期吸附／解吸行为和生物可用性研究进行了论述，并认为SFE势必发展成为土壤或沉积物中结合态残留形成机理研究、土壤修复和生态风险评价的一种强有力的技术。     

平衡分配法在土壤环境质量基准推导中的相关问题研究

为了促进土壤环境质量标准的修订进程,势必要全面系统地开展土壤环境质量基准的研究工作。理论上,水、土之间是一个相互联系、互相依赖和关系密切的系统;同时,水生态毒理及其质量基准研究起步早,研究方法相对成熟。因此,从水质基准来推导土壤环境质量基准具有一定的科学依据与实践意义。本文首先从土-水系统中污染物分布的影响因素及其环境行为两方面简要阐述污染物在土-水系统中的分布规律;然后,扼要介绍了平衡分配(Eq P)理论及其在环境质量基准研究中的应用;之后,从Eq P方法的不确定性、毒理数据选用的争议性、Koc的局限性和分配系数的确定方法选择性等方面,探讨了平衡分配法在土壤环境质量基准研究中应用的瓶颈问题;最后,对此项研究进行了总结与展望。