土壤/沉积物对挥发性有机污染物的吸附研究

论文摘要

近年来,土壤/沉积物污染的状况日趋严重。就污染的种类、污染的范围以及对生物有机体的危害,有机污染排在所有污染的首位。本文就土壤/沉积物对挥发性有机污染物的吸附行为特征进行了系统的研究,选用污染最广泛、具有代表性的2种挥发性有机污染物,定性定量地研究不同地区土壤的吸附特性,通过系统分析检测土壤自身物理特性,深入研究了土壤自身特性对有机污染物的吸附规律。主要结论如下:土样颗粒分布与吸附行为没有明显的相关关系;有机碳总量foc和CEC与吸附存在较为明显的相关关系。其中foc和CEC存在较明显的线性相关关系,结果为CEC = 5.4563（foc） + 5.6051,R2 = 0.8921。石英砂和高岭土对目标污染物TCE和苯基本不存在吸附作用,或吸附作用极弱,不易体现。有机碳含量对土样吸附能力影响较大。3种高有机碳含量土样TCE和苯的吸附线均为线性,R2依次为0.97380.9910、0.92030.9967;3组低有机碳含量土样对TCE和苯的吸附在高浓度时吸附浓度增加缓慢,非线性明显,吸附方程用Langmuir式拟合相关性较好,R2依次为0.89820.9426、0.92280.9902。有机碳的聚合形式对TCE的吸附影响较小,对苯的吸附影响较大。一级土样和二级土样有机碳标准化后,对于TCE,logKoc均在2.086±0.168～2.274±0.169;对于苯,logKoc（一级土样）2.791±0.113～3.455±0.292,logKoc（二级土样）1.848±0.142～2.026±0.142。对于苯,含有“黑碳粒子”的低聚碳,表现出对苯更强的吸附能力。土壤总有机碳对TCE的吸附量,等于低聚碳和高聚碳吸附量之和。吸附实验体系中,苯吸附率在0.1%～80%,TCE吸附率在30%～70%;苯的液相存留率在0.1%～80%,TCE的液相存留率在30%～60%;苯的挥发率近1/5,TCE挥发率约1/3。

论文目录

• 第1章 绪言
• 1.1 土壤/沉积物有机污染概述
• 1.2 有机污染的危害
• 1.3 有机污染物的迁移转化规律
• 1.4 有机污染物在土壤/沉积物的吸附行为
• 1.4.1 吸附概念
• 1.4.2 吸附动力学
• 1.4.3 土壤/沉积物有机质对有机污染物的吸附
• 1.4.4 土壤/沉积物吸附有机污染物的模型
• 1.4.4.1 线性分配模型
• 1.4.4.2 非线性分配模型
• 1.4.4.3 多端元反应模型
• 1.4.4.4 双模式吸附模型
• 1.5 土壤/沉积物吸附有机污染物研究的新任务
• 1.6 本论文的研究背景、选题的依据及目的和意义
• 1.6.1 论文研究背景及选题依据
• 1.6.2 研究目的和意义
• 1.7 论文拟完成的内容及技术路线
• 1.7.1 论文拟完成的内容
• 1.7.2 论文主要技术路线
• 第2章 样品采集与实验精度保证
• 2.1 引言
• 2.2 土样的制备与物理性质
• 2.2.1 土样的采集与制备
• 2.2.2 土样物理化学性质
• 2.3 实验精度保证
• 2.3.1 实验方法精度保证
• 2.3.2 目标污染物溶液配制
• 2.3.3 样品测试
• 第3章 土壤对有机污染物TCE 的吸附特性
• 3.1 引言
• 3.2 确定吸附平衡时间试验
• 3.2.1 快速吸附速率的测定
• 3.2.2 数据分析和质量控制
• 3.3.3 试验结果分析与讨论
• 3.3 确定吸附等温线吸附试验
• 3.3.1 6 种一级土样的吸附等温线测定
• 3.3.2 数据分析方法
• 3.3.3 试验结果分析与讨论
• 3.4 土壤有机碳成分含量对吸附影响的平衡吸附试验
• 3.4.1 3 组6 种土样对TCE 的吸附等温线的测定
• 3.4.2 数据分析方法
• 3.4.3 试验结果分析与讨论
• 3.5 吸附实验过程中 TCE 归宿行为的量化分析
• 3.5.1 TCE 归宿行为的量化试验
• 3.5.2 数据分析方法
• 3.5.3 试验结果分析与讨论
• 3.6 小结
• 第4章 土壤对有机污染物苯的吸附特性
• 4.1 引言
• 4.2 确定吸附平衡时间试验
• 4.2.1 快速吸附速率的测定
• 4.2.2 数据分析和质量控制
• 4.3 确定吸附等温线吸附试验
• 4.3.1 6 种一级土样的吸附等温线测定
• 4.3.2 数据分析方法
• 4.3.3 试验结果分析与讨论
• 4.4 土壤有机碳成分含量对吸附影响的平衡吸附试验
• 4.4.1 3 组6 种土样对苯的吸附等温线的测定
• 4.4.2 数据分析方法
• 4.4.3 试验结果分析与讨论
• 4.5 吸附实验过程中苯归宿行为的量化分析
• 4.5.1 苯吸附行为的量化实验
• 4.5.2 数据分析方法
• 4.5.3 试验结果分析与讨论
• 4.6 小结
• 第5章 土壤/沉积物性质对有机污染物吸附行为的影响
• 5.1 引言
• 5.2 土样物理性质分析及有机碳量化实验
• 5.2.1 土样粒度分析
• 5.2.2 土壤有机碳的成分和含量分析
• 5.2.3 土壤矿物成分对吸附行为的影响实验
• 5.2.4 土壤有机碳自身特性对吸附行为的量化实验
• 5.3 试验结果分析与讨论
• 5.3.1 土样颗粒对吸附行为的影响
• 5.3.2 土壤理化性质对吸附行为的影响
• 5.3.3 土壤矿物成分对目标污染物的吸附特征分析
• 5.3.4 土壤有机碳成分和含量对吸附作用的量化分析
• 5.3.5 吸附机理探讨
• 5.4 小结
• 第6章 结论与研究展望
• 6.1 研究结论
• 6.2 本研究特色
• 6.3 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录