农药西维因在土壤上的吸附行为机理研究

论文摘要

有机污染物与天然吸附剂之间的吸附和接下来的缓慢释放,强烈影响着污染物质在环境中的迁移和最终归宿。目前有机物的吸附机理并没有被彻底认识,能够用于实际预测的定量模型还未确立。本论文选用天然种植土壤作为吸附剂,用HPLC等仪器研究农药西维因在土壤中的吸附行为。目的在于确定吸附剂和吸附质的性质及与吸附规律之间的关系,建立天然吸附剂吸附有机污染物的模型。本研究已取得以下几方面成绩:（1）通过吸附动力学实验证实了天然颗粒物吸附有机污染物的“双阶段”现象,即开始阶段的快速吸附与接下来的缓慢吸附。Elovich方程可以较好的拟合土壤对西维因的吸附动力学曲线。农药西维因在土壤中的吸附是线性分配作用和内部扩散作用的共同结果。西维因在土壤中吸附24h时达到表观平衡状态。（2）天然颗粒物吸附有机污染物的“双阶段”现象说明吸附剂中存在有两种性质不同的吸附区域:“橡胶”态无定形有机质区域和“玻璃”态致密有机质区域。在不同吸附阶段,不同吸附区域所起的作用不同,吸附的模式和机理也不同。当西维因浓度较低时,其在土壤上的吸附等温线的线性要优于高浓度时吸附等温线的线性,进一步证明了吸附过程的“双相”吸附模式。（3）西维因在土壤中吸附等温线呈非线性特征,Freundlich吸附等温方程和Langmuir吸附等温方程式均能较好的拟合吸附等温线。非线性吸附部分是由“凝聚”态有机质的表面吸附所致,而非吸附剂的孔隙填充吸引起。（4）Ca2+影响实验表明:随着CaCl2浓度的增加,土壤对西维因的吸附能力在降低,快吸附到慢吸附过程所需要的时间在增加。（5）依据前人研究成果,本研究建立了“双相”吸附模型方程式。“双相”吸附方程很好的拟合了西维因在土壤中的吸附,验证了西维因在土壤中吸附的“二阶段”特征,并且量化了凝聚态无机碳与无定形有机碳在总吸附量中所占比例,由此可以判断不同吸附阶段两种区域分别对于吸附能力的影响。这有利于判断有机污染物在土壤中的解析、富集、生物降解趋势,对土壤修复技术进展有重要的意义。但方程式直接用于实际预测还需进一步的验证和补充。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 问题的提出及其重要性
• 1.2 本研究的目标和内容
• 2 文献综述
• 2.1 土壤中农药的危害
• 2.1.1 农药吸附行为对于环境的影响
• 2.1.2 西维因性质、用途及危害
• 2.2 土壤吸附农药的研究进展
• 2.2.1 有机物吸附机理的研究进展
• 2.2.2 土壤吸附农药的数学描述
• 2.3 土壤对农药的吸附行为的影响因素
• 2.3.1 土壤的结构和性质对于吸附的影响
• 2.3.2 农药的结构和性质对于吸附的影响
• 2.3.3 环境因素与吸附的关系
• 2.4 吸附剂吸附机制和吸附模型的建立
• 2.5 未来土壤吸附农药的研究重点
• 3 实验材料和实验方法
• 3.1 实验药品、仪器与分析方法
• 3.1.1 土壤样品制备
• 3.1.2 主要仪器设备
• 3.1.3 主要化学试剂
• 3.1.4 西维因分析方法
• 3.2 西维因标准曲线的绘制
• 3.2.1 标准溶液的配置
• 3.2.2 标准曲线的绘制
• 3.3 实验方案
• 3.2.1 西维因储备液的配置
• 3.2.2 吸附动力学实验与吸附实验步骤
• 3.2.3 土壤对西维因的吸附量计算
• 4 西维因在土壤上的吸附研究
• 4.1 西维因在土壤中的吸附动力学研究
• 4.1.1 吸附动力学曲线
• 4.1.2 吸附动力学方程拟合
• 4.2 西维因在土壤中的吸附等温线研究
• 4.2.1 吸附等温线拟合
• 4.2.2 西维因浓度对于等温吸附模型的影响
• 4.3 小结
• 2浓度对于土壤吸附西维因的影响'>5 CaCl₂浓度对于土壤吸附西维因的影响
• 2浓度对于吸附的影响'>5.1 CaCl₂浓度对于吸附的影响
• 5.1.1 吸附动力学曲线
• 5.1.2 吸附动力学方程
• 2浓度对于吸附等温线的影响'>5.2 CaCl₂浓度对于吸附等温线的影响
• 5.3 小结
• 6 有机物污染物吸附模型的建立
• 6.1 有机污染物吸附模型建立的理论基础
• 6.1.1 模型建立理论基础
• 6.1.2 吸附剂吸附机制
• 6.2 有机污染物吸附总方程式的建立
• 6.3 “双相”吸附模式的验证、应用与缺陷
• 6.3.1 DMM模型模拟西维因吸附
• 6.3.2 “双相”吸附方程式模拟西维因吸附
• 6.3.3 “双相”模式的应用与缺陷
• 6.4 小结
• 7 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 研究建议
• 参考文献
• 学位论文数据集