黑碳對(duì)乙草胺在土壤-沉積物中吸附-解吸行為的影響.pdf

1、由化石原料或生物質(zhì)不完全燃燒產(chǎn)生的黑碳(black carbon，簡(jiǎn)稱BC)在自然環(huán)境中廣泛存在，其含量最高可達(dá)土壤有機(jī)質(zhì)總量的45％以上。黑碳不僅在全球的生物地球化學(xué)循環(huán)中起著重要的作用，而且對(duì)土壤或是沉積物中有機(jī)污染物也有很強(qiáng)的吸附及解吸遲滯作用，是影響土壤/沉積物吸附污染物作用大小的重要有機(jī)質(zhì)組分之一。為揭示黑碳對(duì)土壤/沉積物中農(nóng)藥乙草胺的吸附規(guī)律和機(jī)理，本論文首先研究了黑碳在天然土壤/沉積物吸附乙草胺行為中的作用，然后以其中一種

2、沉積物為例，具體研究了添加不同含量自制黑碳對(duì)于沉積物吸附/解吸乙草胺的影響。旨在為進(jìn)行土壤/沉積物中農(nóng)藥的污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及利用黑碳進(jìn)行農(nóng)藥污染綜合治理提供依據(jù)。 1.自然土壤/沉積物對(duì)乙草胺的吸附行為及影響因素：以不同有機(jī)質(zhì)和黑碳含量的三種自然土壤和三種沉積物為吸附劑，分別測(cè)定了其對(duì)乙草胺的吸附作用。結(jié)果表明：乙草胺在土壤/沉積物上的吸附分為快速的分配階段和慢速的空隙填充階段；快速階段符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。在黑碳與有機(jī)碳相對(duì)含量較

3、大(0.30-0.61)的情況下，相對(duì)含量越大，天然吸附劑對(duì)乙草胺的吸附能力越強(qiáng)，吸附能力隨黑碳含量的增加而增大，因此建立了乙草胺吸附體系中有機(jī)碳吸附常數(shù)(Koc)與黑碳含量(fBc)之間的關(guān)系模型用于預(yù)測(cè)不同黑碳含量的天然吸附劑對(duì)乙草胺的吸附能力。 2.黑碳對(duì)乙草胺在沉積物中吸附/解吸行為的影響：通過在沉積物中分別添加不同含量的兩種黑碳(BC500，比表面積為299.7lm2/g，且微孔豐富，微孔占總孔體積的88％以上；BC

4、400，比表面積為148.13 m2/g，微孔性較差，微孔占總孔體積的46.15％)制備不同的人工吸附劑，采用批處理恒溫振蕩法和單次稀釋法分別測(cè)定了其對(duì)乙草胺的吸附及解吸作用。結(jié)果表明：在相同添加水平下，黑碳BC500的吸附能力明顯大于BC400;并且通過在沉積物中增加不同含量BC500，發(fā)現(xiàn)人工吸附劑對(duì)乙草胺的吸附強(qiáng)度、吸附容量以及解吸遲滯作用均隨黑碳含量的增加而遞增。此外重點(diǎn)考察了黑碳對(duì)吸附/解吸等溫線非線性的影響，當(dāng)黑碳在總有機(jī)碳

5、(TOC)中的含量小于23％時(shí)，吸附等溫線有顯著的線性相關(guān)性(p=0.05)，而解吸等溫線的非線性程度從黑碳濃度大于13％時(shí)就表現(xiàn)的很明顯，以上的結(jié)果顯示增加黑碳在總有機(jī)碳中的含量可以使吸附/解吸等溫線從線性轉(zhuǎn)向非線性，并且主導(dǎo)的吸附機(jī)制也從分配作用轉(zhuǎn)向表面吸附。 本論文研究結(jié)果表明：①土壤/沉積物有機(jī)質(zhì)中黑碳含量各不相同，導(dǎo)致對(duì)農(nóng)藥的吸附容量有很大影響。②黑碳對(duì)沉積物中農(nóng)藥的隔離受沉積物中黑碳含量、黑碳性質(zhì)等因素影響。黑碳的