菲在天然吸附劑上的吸附解吸行為及壬基酚聚氧乙烯醚小分子降解產(chǎn)物對(duì)其的影響.pdf

1、有機(jī)污染物在土壤/沉積物上的吸附和解吸行為是影響它們?cè)谧匀画h(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化、歸宿和生態(tài)效應(yīng)的重要過程。而這種行為會(huì)受到有機(jī)污染物本身的物理化學(xué)性質(zhì)、吸附劑的組成和結(jié)構(gòu)、環(huán)境條件及共存有機(jī)污染物等多種因素的影響。環(huán)境中共存的表面活性劑，也會(huì)顯著影響有機(jī)污染物在土壤/沉積物上的吸附/解吸。 本論文以環(huán)境中典型污染物多環(huán)芳烴(菲)作為目標(biāo)污染物，對(duì)它單獨(dú)存在以及與壬基酚聚氧乙烯醚的小分子降解產(chǎn)物(壬基酚NP、壬基酚三乙氧基醚NP3EO)

2、復(fù)合存在條件下，在4種性質(zhì)不同的天然地質(zhì)吸附劑(土壤和沉積物)上的吸附/解吸行為進(jìn)行了研究，探討了菲在天然地質(zhì)吸附劑上的吸附/解吸規(guī)律及機(jī)理，以及NP、NP3EO對(duì)菲的吸附/解吸行為的影響。 研究發(fā)現(xiàn)，菲在本實(shí)驗(yàn)采用的天然地質(zhì)吸附劑上的吸附以分配作用為主，符合線性吸附等溫線，在4種天然吸附劑上的K<,d>值分別為187.51/kg，104.71/kg，24.11/kg和24.21/kg，土壤/沉積物的有機(jī)碳含量越高，吸附能力越強(qiáng)

3、。 吸附在天然地質(zhì)吸附劑上的菲，其結(jié)合狀態(tài)發(fā)生了分化，一部分可以快速解吸出來，一部分解吸速率較慢，還有一部分形成鎖定態(tài)。吸附劑的有機(jī)碳含量和菲的濃度是影響菲解吸率和滯后程度的重要因素，有機(jī)碳含量越高，菲的濃度越低，最大不可逆吸附量越大，解吸滯后現(xiàn)象越明顯。當(dāng)菲加入濃度分別為1 mg/1和2 mg/l時(shí)，在吸附劑SA(有機(jī)碳含量為2.82℃)上的解吸滯后系數(shù)為1.61和0.67；而2 mg/l的菲在吸附劑SD(有機(jī)碳含量為0.69

4、℃)上的滯后系數(shù)為-0.06，吸附幾乎完全可逆。 在NP存在條件下，菲的吸附等溫線符合Freundlich方程，菲的吸附行為屬于多點(diǎn)位控制的吸附。不同濃度的NP對(duì)菲的表觀吸附系數(shù)(K<,d><'*>)影響不同，低濃度。NP抑制菲的吸附，如，同時(shí)加入2 mg/1 NP，使1 mg/1菲在SD上的K<,d><'*>值從菲單獨(dú)存在時(shí)的84.081/kg降低為16.841/kg；隨著NP濃度的增大，表現(xiàn)為對(duì)菲的吸附起促進(jìn)作用，并且這種作

5、用逐漸增大，當(dāng)NP初始濃度為35 mg/l時(shí)，對(duì)菲的吸附促進(jìn)作用達(dá)到最大，K<,d><'*>值為567.581/kg。繼續(xù)增大NP的濃度，菲的吸附量降低。發(fā)生最大吸附促進(jìn)時(shí)NP的濃度還受到菲的加入濃度和吸附劑有機(jī)碳含量的影響。菲的加入濃度越高，吸附劑有機(jī)碳含量越高，發(fā)生菲的最大吸附促進(jìn)作用時(shí)NP的濃度越低。如，對(duì)2 mg/1菲在SA上的最大吸附促進(jìn)時(shí)對(duì)應(yīng)的NP初始濃度為15 mg/1；而對(duì)0.2 mg/1菲，NP的初始濃度為35 mg/

6、1；對(duì)0.2 mg/1菲在SD上的最大吸附促進(jìn)時(shí)的NP初始濃度為50 mg/1。這說明NP對(duì)菲吸附的影響是吸附態(tài)和溶解態(tài)的NP對(duì)菲共同作用的結(jié)果，低濃度的NP對(duì)菲存在一定程度的競(jìng)爭(zhēng)吸附；之后隨著NP加入濃度的增大，與菲形成多分子層吸附，菲的表觀吸附量迅速增大到最大值；繼續(xù)增加NP濃度，由于競(jìng)爭(zhēng)吸附引起菲在多分子吸附層上的減少，而且當(dāng)NP的濃度增大到一定值后，促進(jìn)溶解作用占主導(dǎo)，菲的吸附降低。另外，NP和菲的加入順序也對(duì)復(fù)合作用效果有影響

7、，同時(shí)加入時(shí)菲的吸附量比依序加入時(shí)的吸附量更大。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)NP3EO與菲共存時(shí)，對(duì)菲吸附的影響規(guī)律與NP類似。由于NP3EO的疏水性較弱，臨界膠束濃度較大，所以對(duì)菲的吸附促進(jìn)產(chǎn)生最大促進(jìn)時(shí)需要N=P3EO的濃度較高，如，0.2 mg/1菲在SD上發(fā)生最大吸附促進(jìn)時(shí)NP3EO的濃度為70 mg/1。 低濃度的NP對(duì)菲的解吸有抑制作用，當(dāng)加入100μg/1 NP后，1 mg/1的菲在SA上的最大累積解吸率由21.04％降低為16