溴化十四烷基吡啶对膨润土吸附萘的增强效应及机理

研究了溴化十四烷基吡啶(MPB)对膨润土吸附萘的增强效应、机理及影响因素,试图为有机膨润土在污染环境修复中的应用提供新的技术路线.结果表明,MPB能显著增强膨润土对萘的吸附作用,增强效应及机理与MPB浓度有关.当MPB平衡浓度(X)在0～1/10CMC之间,MPB几乎全部被膨润土吸附,对萘产生分配作用,其表观分配系数(K_d^*)随MPB加入量的增大而急剧增大;当X在1/10CMC～ICMC之间,由于表面活性剂的吸附作用及其单体的增溶作用,K_d^*值则缓慢减小;当X大于1CMC,由于增加的表面活性剂主要起胶束增溶作用,K_d^*值则急剧减小.引入了标化表观分配系数(K_oc^*)探讨萘在表面活性剂-膨润土-水体系中的吸附机理,其倒数(1/K_oc^*)与X呈线性关系;由线性斜率和截距可求得K_oc、K_mn、K_mc参数.     

非离子表面活性剂溶液中多环芳烃的溶解特性

采用3种典型非离子表面活性剂(Tween80、Tween20和Triton X-100),对4种典型多环芳烃萘(naphtha-lene)、菲(phenanthrene)、芴(fluorene)和芘(pyrene)进行了溶解特性研究.结果表明,非离子表面活性剂对多环芳烃具有较好的增溶效果,在浓度大于临界胶束浓度(CMC)时,多环芳烃的溶解度与表面活性剂浓度成正比例线性相关通过质量溶解率(WSR)的比较,确定3种非离子表面活性剂对多环芳烃的增溶效果为Triton X-100＞Tween80＞Tween20,与其HLB值呈负相关.在非离子表面活性剂溶液中,多环芳烃的正辛醇-水分配系数(K_ow)与其胶束-水分配系数(K_m)呈现良好的线性相关关系.     

水溶性有机物对土壤吸附-解吸菲的影响

以Tween-80为对照,有机物料猪粪(pig manure, PM)、绿肥(green manure, GM)和污泥(sewage sludge, SS)为水溶性有机物(dissolved organic matter, DOM)的提取原料,菲(Phe)为多环芳烃(PAHs)的代表,采用序批试验研究了不同来源DOM对土壤吸附与解吸Phe的影响.结果表明,供试DOM均能明显降低Phe在土壤上的吸附.在DOM试验浓度范围内（0～300 mg·L^-1）,土壤对Phe的吸附量与DOM浓度之间呈极显著负直线相关关系(r_PM>=-0.988?8,r_SS>=-0.982?6,r_Tween-80>=-0.974?3,r_GM>=-0.990?5).菲的吸附等温线可用Freundlich方程定量描述.供试3种DOM抑制土壤吸附Phe和促进土壤吸附Phe的解吸的强弱顺序为:猪粪DOM>污泥DOM>绿肥DOM.本研究结果表明,农业土壤中水溶性有机物能明显活化土壤中的PAHs,增强其在土壤中的移动性.     

大气中多环芳烃气/粒分配的不确定性分析

于2010年8月10～14日用双层石英膜和双层聚氨酯泡沫（PUF）的方法采集并分析了厦门大学海洋楼顶大气中气态和颗粒态多环芳烃（PAHs）,并采用标准误差传递方法对气/粒分配系数（K_p）的不确定度进行了分析.测量结果显示,低分子量PAHs如萘、 苊、 二氢苊和芴在PUF吸附体系中的穿透能力最强,穿透率接近50％;如考虑第一层石英滤膜对气态萘、 苊和二氢苊的吸附影响,则校正后的K_p值比校正前相应的K_p值低1个数量级以上.采用标准误差传递方法得到PAHs气/粒分配系数K_p的不确定度,介于28.14%～50.37%之间,且表现为易挥发和难挥发性PAHs的K_p值皆具有较高的不确定度,而半挥发性PAHs的K_p值的不确定度则较小.K_p值的不确定度来源分析显示,气态PAHs浓度的不确定度的影响最大（方差贡献均值=77.9％）,其次为颗粒态PAHs浓度的不确定度（方差贡献均值=22.0％）,大气颗粒物浓度的不确定度影响最小（方差贡献均值=0.1％）.因此,选择合适的采样系统以获取更加准确的气态PAHs的浓度,是提高PAHs气/粒分配系数准确度的关键.     

表面活性剂对白腐真菌降解多环芳烃的影响

研究了4种表面活性剂吐温80(Tween80)、曲拉通100(Trition X-100)、十二烷基苯磺酸钠(LAS)、十二烷基硫酸钠(SDS)对白腐真菌降解水溶液和土水系统中多环芳烃(PAHs)的影响.结果表明,表面活性剂的类型、浓度、PAHs的赋存状态以及体系pH值、温度等均影响着PAHs的降解.在水溶液中(无土),加入4种表面活性剂均降低溶液中PAHs的降解.在土水系统中,Trition X-100和SDS抑制PAHs降解,而Tween80和LAS对PAHs的影响则受到浓度的影响.低浓度Tween80和LAS对土壤中PAHs的降解没有促进作用,甚至有微弱的抑制作用,但适当浓度的Tween80和LAS促进PAHs降解,并且对土壤中PAHs降解的促进作用随着浓度的增大而逐渐增大,但过高浓度的Tween80和LAS没有表现出对PAHs降解更大的促进作用.     

表面活性剂对极性有机物在沉积物上吸附的影响

研究了苯酚、苯胺和对硝基苯酚在沉积物-十二烷基苯磺酸钠(SDBS)体系中的分配特性.结果表明200mg/L和1200mg/L的SDBS存在下,苯胺和对硝基苯酚的沉积物-水分配系数均增大,分配作用的增大倍数与有机物的K_ow呈正相关;苯酚的分配系数则因表面活性剂存在浓度的不同分别增大和减小.十二烷基硫酸钠(SDS)、Triton X-100(TX100)和Brij30存在下,苯酚等温吸附实验表明:表面活性剂浓度约低于其临界胶束浓度(CMC)时,苯酚的吸附量增大;表面活性剂浓度约高于其CMC时,苯酚的吸附量比纯水中的吸附量小.     

环境污染及其防治 土壤污染及其防治

X53200700258表面活性剂对土壤中多环芳烃解吸行为的影响/陈静…(北京大学环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室)∥环境科学/中科院生态环境研究中心.-2006,27(2).-361~365环图X-5研究了4种表面活性剂对土壤中多环芳烃(PAHs)解吸行为的影响.结果表明,表面活性剂的性质、     

利用KOC*值判别杭州市地面水中多环芳烃污染来源

测定了2002年12月杭州市钱塘江和运河杭州段地面水、底泥和土壤中10种多环芳烃的含量,计算了底泥和土壤中PAHs富集倍数K和有机碳标化表观分配系数K_OC^*.结果表明,地面水中PAHs总浓度范围为1.104～9.663μg·L^-1,底泥中为132.7～7343μg·kg^-1(干重),土壤为59.71～219.5μg·kg^-1(干重),污染较为严重.钱塘江底泥PAHs的K值随水流而降低,而运河杭州段则增大.钱塘江底泥和土壤的K_OC^*比值接近1,PAHs主要来自土壤淋溶输入,污染历史不长.运河在城区(如拱宸桥和卖鱼桥)的KK_OC^*比值远大于1,地面径流输入少,而工业排放输入多,且污染历史较长.     

乙草胺和丁草胺在土壤中的移动性

利用土壤薄层层析法研究乙草胺和丁草胺在土壤中的移动性以灌溉河水为展开剂,得到乙草胺和丁草胺在北京海淀壤土中的相对移动值Rf的平均值分别为0.121和0.031,在河北白洋淀砂壤土中的相对移动值R_f的平均值分别为0.147和0.032.采用不同的土壤试验,乙草胺的移动性存在一定的差异.说明乙草胺在土壤中的移动性与土壤的性质有关,特别是土壤有机质含量,土壤吸附性能越强,越不易移动.乙草胺属于移动性弱的农药品种,移动等级为Ⅱ级,丁草胺属于移动性很弱的农药品种,移动等级为I级乙草胺和丁草胺虽然同属于酰胺类除草剂,但是,由于它们的水溶解度的差异,它们在土壤中的移动性有较大的差别.以30mg·L^-1的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠水溶液(DDBS)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)为展开剂,乙草胺在北京海淀壤土中的R_f的平均值分别为0.159和0.098.阴离子表面活性剂能够促进农药在土壤中的迁移,阳离子表面活性剂能够促进农药在土壤中的吸附,从而阻止农药在土壤中的迁移.     

焦化厂周边PM10-梧桐叶片-土壤介质中PAHs相关性研究

为了研究焦化厂大气可吸入颗粒物（PM₁₀）、梧桐叶片、土壤3介质中PAHs的污染特征、来源及相关性,连续1 a采其周边PM₁₀、梧桐叶片及土壤样品,利用美国EPA8000系列方法进行分析.结果发现,PM₁₀、梧桐叶片、土壤3种介质中PAHs总量年平均值分别为101.11 ng/m³、79.45 ng/g和121.53 μg/g;PM₁₀中苯并(a)蒽、苯并(g,h,i)、荧蒽、苯并(a)芘等高环数的多环芳烃占明显优势;在梧桐叶片中萘、苊、苯并(a)芘和苯并(g,h,i)的含量较高;土壤中苊烯、芘、苯并(a)蒽等3和4环的PAHs占较大比例. 5月梧桐树叶中只含有苊和芘,而且浓度较低,分别为0.16 ng/g和0.63 ng/g;7、8月梧桐叶中PAHs总量显著提高,从39.19 ng/g上升到150.94 ng/g.通过相关性推断,焦化厂PAHs主要来源为复合污染; 梧桐叶片中PAHs各组分浓度与土壤和PM₁₀中各组分的浓度均具有极显著的相关性（p<0.01）.     

表面活性剂对人工污染土壤装填土柱中PAHs迁移渗透的影响

研究了阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(LAS)对人工污染土壤中多环芳烃(PAHs)的淋洗效果,土柱分为2层,上层为人工污染PAHs的土壤(1cm ),下层为清洁土壤(9cm).实验结果表明,5CMC(临界胶束浓度) LAS促进了土柱中PAHs的迁移渗透.低环PAHs的穿透曲线基本符合正态分布,4环以上PAHs相对淋溶率较低,低于10%.与表面活性剂溶液穿透曲线相比,PAHs的淋溶均有滞后现象,而且随着环数的增加,PAHs淋溶滞后现象越加明显.分析人工污染土柱中PAHs的相对淋溶率与其辛醇水分配系数的关系,发现两者之间有显著负相关性.     

Numerical simulation of PAHs sorption/desorption on soil with the influence of Tween80

In this paper, the influences of inionic surfactant Tween80 on polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） sorption/desorption on artificially contaminated soil were studied, and γ model was applied to simulate the influences. Results showed that, with the use of Tween 80, the sorption behaviors of PAHs on soil altered significantly. Adsorbed Tween 80 increased the sorption amount of PAHs while the dissolved Tween80 increased the apparent solubility of PAHs. These two processes exert influences on the sorption coefficient of PAHs in soil-water system, which can be depicted by apparent sorption coefficient. The partition coefficients （the soil/water partition coefficient of PAHs and surfactants obtained fxom sorption experiments） and statistical parameters used in the amended γ model were obtained in independent experiments. With these parameters, the γ model could provide a satisfactory independent prediction of PAHs release from soil to aqueous phase at two surfactant concentrations.     

表面活性剂增溶洗脱土壤中多环芳烃的效果研究

表面活性剂增效洗脱修复技术被广泛应用于土壤修复. 本文选取11种非离子型和3种离子型表面活性剂对多环芳烃(PAHs,菲、芘、苯并[a]芘)污染土壤进行洗脱研究,筛选出洗脱效果较好的表面活性剂,并深入探索表面活性剂浓度、洗脱时间、固液比等因素以及表面活性剂的复配对土壤PAHs增效洗脱的影响,旨在比选出一种高效洗脱土壤PAHs的表面活性剂并对其洗脱方法进行优化. 结果表明:①表面活性剂浓度为10 g/L、固液比为1∶20条件下,聚氧乙烯醚-10(NSF10)的去除率最高,达到78%;其次为曲拉通X-100(TX-100)和吐温80(TW-80),去除率分别为76.7%和73.4%. ②随着表面活性剂添加浓度的增加,土壤PAHs的去除率增大,当表面活性剂浓度超过5 g/L时,PAHs去除率的增幅减缓,可见,5 g/L是相对有效且经济的表面活性剂添加浓度. ③当洗脱时间为16 h时,NSF10对PAHs的洗脱达到平衡,继续延长洗脱时间,洗脱效果并未增强. ④增加NSF10用量有利于洗脱,固液比1∶40是最优固液比,此时PAHs的去除率已达到固液比为1∶100时的85.2%. ⑤非离子表面活性剂NSF10、TX-100、TW-80与阴离子表面活性剂SDS分别以体积比9∶1进行复配时均取得了优于单一活性剂的洗脱效果,NSF10与SDS体积比为7∶3时,增溶洗脱效果最为明显,比单一表面活性剂提高了18.2%. 研究显示,NSF10是一种高效的PAHs洗脱剂,添加浓度为5 g/L、洗脱时间为16 h、固液比为1∶40是其最优参数选择,其与SDS以体积比7∶3进行复配可进一步提升增溶洗脱效果.      

溴化十四烷基吡啶增强固定土壤中萘及其机理

用吸附平衡法,研究了溴化十四烷基吡啶(MPB)存在下,萘在4种土壤上的吸附行为及其机理,为表面活性剂在污染土壤修复中的应用提供理论参考.结果表明,当MPB的平衡浓度(X)小于1倍临界胶束浓度(CMC)时,萘的表观分配系数(K_d*)随MPB加入量的增大而急剧增大;当X>1CMC时,增加的MPB对萘主要起胶束增溶作用,K_d*值则随MPB浓度增加而急剧下降,而后趋于缓和,1/K_d*与X呈线性关系;当X约为1CMC时,K_d*在4种土壤上达到最大值(K_d*max),分别为112.5,170.8,406.8,190.5mL/g,与MPB的饱和吸附量(Qo)成正比;K_d*max/K_d比值则分别为20.49,16.86,20.60,5.30,与土壤的foc成反比.     

固相微萃取和固相萃取评价多环芳烃降解过程中的生物有效性变化

为了揭示多环芳烃(PAHs)降解过程中的生物有效性变化规律,应用PAHs降解菌剂对PAHs污染焦化厂土壤进行微生物修复,采用固相微萃取及固相萃取方法提取评价PAHs的生物有效性,分析降解率和生物有效性变化的差异及相关关系.结果表明,该焦化厂土壤中PAHs总量以低环PAH为主,微生物菌剂对土壤总PAHs降解率为68.3%;微生物作用后,孔隙水中PAHs的降低以3、4环为主,孔隙水中PAHs变化率普遍低于土壤中的降解率;Tenax-TA提取降解前后土壤中的PAHs,降解后3、4环PAHs的快速解吸组分降低,5、6环的快速解吸组分变化不大;土壤中PAHs降解量分别与PAHs孔隙水浓度和Tenax-TA快速提取量存在相关关系.以上结果表明可用PAHs孔隙水浓度以及Tenax-TA快速提取量预测微生物对土壤PAHs的降解,这为焦化厂土壤PAHs污染的修复提供了理论依据.     

混合表面活性剂对多环芳烃的增溶作用及机理

比较了研究了单一和混合表面活性剂对萘、苊、蒽、菲、芘的增溶作用及其机理。混合表面活性剂／单一表面活性对多环芳烃协同增溶／增溶作用的大小与水溶液中表面活性剂的结构、浓度、组成及有机溶质本身的性质有关。在临界胶束浓度（CMC）以上，单一表面活性剂对多环芳烃的增溶作用顺序为TritonX100＞Brij35＞TritonX305，与其亲水亲油平衡值（HLB）呈负相关；混合表面活性剂对多环芳烃能产生显著的增溶作用，其协同增溶作用顺序为SDS－TritonX305＞SDS－Brij35＞SDS－TritonX100，协同增溶作用的大小与其中的非离子表面活性剂的HLB值及多环芳烃的辛醇－水分配系数呈正相关。混合表面活性剂溶液的CMC值降低、溶质在胶束相／水相间分配系数Kmc的增大是产生协同增溶作用的主要原因。     

Utilizing surfactants to control the sorption, desorption, and biodegradation of phenanthrene in soil-water system

An integrative technology including the surfactant enhanced sorption and subsequentdesorption and biodegradation of phenanthrene in the soil-water system was introduced and tested. For slightly contaminated agricultural soils, cationic-nonionic mixed surfactant- enhanced sorption of organic contaminants onto soils could reduce their transfer to plants, therefore safe-guarding agricultural production. After planting, residual surfactants combined with added nonionic surfactant could also promote thedesorption and biodegradation of residual phenanthrene, thus providing a cost-effective pollution remediation technology.0ur results showed that the cationic-nonionic mixed surfactantsdodecylpyridinium bromide (DDPB) and Triton X-100 (TX100) significantly enhanced soil retention of phenanthrene. The maximum sorption coefficient Kd* of phenanthrene for contaminated soils treated by mixed surfactants was about24.5 times that of soils without surfactant (Kd ) and higher than the combined effects of DDPB and TX100 individually, which was about 16.7 and 1.5 times Kd , respectively.0n the other hand, TX100 could effectively remove phenanthrene from contaminated soils treated by mixed surfactants, improving the bioavailability of organic pollutants. Thedesorption rates of phenanthrene from these treated soils were greater than 85% with TX100 concentration above2000 mg/L and approached 100% with increasing TX100 concentration. The biodegradation rates of phenanthrene in the presence of surfactants reached over 95% in30days. The mixed surfactants promoted the biodegradation of phenanthrene to some extent in 10-22days, and had no obvious impact on phenanthrene biodegradation at the end of the experiment. Results obtained from this study provide some insight for the production of safe agricultural products and a remediation scheme for soils slightly contaminated with organic pollutants.     

表面活性剂强化好氧生物修复PAHs污染土壤效果研究

通过实验测试不同浓度梯度表面活性剂对PAHs的增溶效果,筛选出一种能够提升PAHs脱附于液相的表面活性剂,利用其与好氧生物促进剂的协同作用,强化土壤中PAHs的脱附及生物降解过程,并应用于中低浓度PAHs污染土壤的中试实验。通过对比营养物质投加量、氧气供给方式、含水率控制、人工翻抛频次等条件确定最佳的现场实施方式,其中氧气供给方式采用缓释氧药剂和人工翻抛2种曝气方式。结果显示:缓释氧+生物促进剂,辅以定期补水的养护操作,是最为有效的处理方式,总PAHs降解率可达91.24%,苯并(a)芘降解率可达89.86%,此技术路线不需要人工曝气,可大幅节省实施成本。该成果为国内中低浓度PAHs污染土壤提供了一种更加经济高效的解决方案。     

施肥对老化污染土壤中PAHs可提取态浓度的影响

采用温室模拟试验,施用农业生产中广泛使用的无机氮肥和有机肥,以花红苋菜为典型叶菜类蔬菜,研究了不同施肥对老化污染土壤中PAHs可提取态浓度的影响.结果表明,有机肥处理与无机氮肥处理相比较,土壤中菲、荧蒽和苯并(b)荧蒽的可提取态浓度显著降低(p<0.05);在相同的采样时间及处理下,3种PAHs的可提取浓度与其在老化污染土壤中初始浓度的比值顺序为:苯并(b)荧蒽<荧蒽<菲(p<0.05),说明不同PAHs与土壤组分之间的吸附因其不同的理化特性而存在差异;裸土处理中3种PAHs的可提取浓度均显著高于根际土壤中的对应浓度(p<0.05).     

过硫酸钠对我国典型土壤中多环芳烃氧化降解效果的影响

过硫酸钠是污染土壤化学氧化修复技术中应用较为广泛的氧化剂.为研究过硫酸钠对不同土壤中PAHs（polycyclic aromatic hydrocarbons,多环芳烃）的修复效果,以我国多种典型土壤（黑土、潮土、黄土、紫色土、褐土、砖红壤）为试验样本,以萘、菲、蒽、芘、苯并[a]芘5种PAHs为目标污染物,分析活化过硫酸钠对人为老化的降解率;此外,通过对氧化前后土壤pH、w（有机碳）等土壤性质变化的比较和分析,探讨氧化修复过程对土壤性质的影响.结果表明:当活化过硫酸钠用量为0.8 mmol/g、温度为25℃时,PAHs污染土壤中萘、菲、蒽、芘、苯并[a]芘的降解率最高,分别为87.82%、79.68%、87.93%、83.40%、94.31%.随着温度的升高,PAHs降解率逐渐升高,当温度达到25℃时,PAHs的降解率（85.69%）达到最高,随后随着温度的继续升高,总PAHs的降解率没有明显增加;随着pH的升高,PAHs的降解率逐渐升高,当pH达到6~7时,PAHs降解率维持在一个较高水平;随后随着pH的继续升高,总PAHs的降解率逐渐降低.随着温度以及pH的变化,5种PAHs的降解率与总PAHs的降解率变化趋势一致. w（有机碳）越低,PAHs环数越高,PAHs降解率越高;高环（5~6环）、中环（4环）、低环（2~3环）PAHs降解率与总PAHs降解率变化趋势一致.此外,过硫酸钠氧化修复后土壤结构遭到一定程度的破坏,土壤的pH、w（有机碳）和土壤肥力会有不同程度的下降,对土壤的再次利用有较大影响.研究显示,过硫酸钠可有效氧化降解不同性质土壤中PAHs,在氧化修复PAHs污染土壤方面具有较好的应用前景.