黑土中甲基叔丁基醚（MTBE）測定及其在黑土中吸附特性研究.pdf

1、甲基叔丁基醚(MTBE)是一種汽油添加劑，從19世紀(jì)80年代初開始使用，現(xiàn)在仍然在許多國家得到廣泛的應(yīng)用。隨著研究的深入，MTBE對(duì)環(huán)境造成的污染和對(duì)人體健康造成的危害已日益引起人們的重視。以往的研究多集中在MTBE對(duì)水體的污染及其修復(fù)，而對(duì)其在土壤中的環(huán)境行為研究較少，本試驗(yàn)以不同種類的黑土為研究對(duì)象，建立了一種新的靜態(tài)頂空氣相色譜分析法來測定土壤中的MTBE，并通過室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)水溶液中MTBE在黑土中的吸附動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)行為進(jìn)行了比

2、較系統(tǒng)的研究，同時(shí)對(duì)長春市周邊地區(qū)土壤中MTBE的污染情況進(jìn)行了調(diào)查分析，提出了MTBE進(jìn)一步的研究方向。 1、對(duì)土壤樣品的前處理?xiàng)l件進(jìn)行了優(yōu)化，以不同的浸提劑，包括水及不同濃度水平的硫酸鉀、氯化鈉、硫酸鈉溶液，對(duì)污染土壤樣品進(jìn)行浸提。結(jié)果表明，以水提取時(shí)，MTBE的提取量最大，提取率為88％。以不同濃度的NaCl溶液提取時(shí)，隨著NaCl濃度的提高，提取率明顯下降。以Na2SO4溶液浸提土壤樣品時(shí)，提取率也呈下降的趨勢。而5％K

3、28O4溶液與飽和K2SO4溶液對(duì)提取效率沒有顯著影響。以濃度為5％的3種鹽溶液浸提時(shí)，浸提效率略有差異，其中以Na2SO4溶液的提取效率最高，為79.7％，NaCl溶液為75.2％，K2SO4溶液為75.7％。3種鹽的飽和溶液對(duì)提取率影響顯著，以飽和NaCl溶液最嚴(yán)重，提取率只有14.2％。浸提溫度和時(shí)間對(duì)浸提率的影響研究結(jié)果表明，在室溫下浸提40min即可達(dá)到滿意的浸提率。 2、浸提液離心后采用靜態(tài)頂空技術(shù)處理。結(jié)果表明：升

4、高頂空溫度可以提高靈敏度，但溫度高于90℃時(shí)影響分析的準(zhǔn)確性，試驗(yàn)中選擇90℃作為頂空加熱溫度，既能滿足分析靈敏度的要求，也保證了測定結(jié)果的精確性和準(zhǔn)確性。本試驗(yàn)選擇不同的時(shí)間間隔進(jìn)行采樣測定，發(fā)現(xiàn)MTBE從液相向氣相的擴(kuò)散量與頂空平衡時(shí)間呈正相關(guān)，并隨平衡時(shí)間的延長最終趨于極限值。結(jié)果表明：30min后，測定結(jié)果不再變化，所以選擇30min作為平衡時(shí)間。 3、經(jīng)頂空方法處理后的樣品采用Aglient6890N/FID氣相色譜儀

5、、DB-MTBE鍵合交聯(lián)毛細(xì)管柱對(duì)樣品分析測定。用氣密性進(jìn)樣器抽取頂空瓶上層空間氣體500μL，程序升溫的模式為：35℃(5rain)15℃/ain→100℃(2min)，F(xiàn)ID溫度為250℃，H2流速在40-45ml/min，而空氣流速為400ml/min條件下進(jìn)行分析。該方法簡單，易于操作，方法的最低檢出濃度為3×104μl/L，儀器最小檢知量為2.02×10-12g。采用標(biāo)準(zhǔn)加入法對(duì)樣品進(jìn)行回收試驗(yàn)以考察本法的準(zhǔn)確性，添加水平為0

6、.74-3.70mg/kg，平均回收率為95-98％，變異系數(shù)范圍為14-5.6％。 4、土壤性質(zhì)對(duì)測定結(jié)果影響的研究結(jié)果表明，土壤粒級(jí)對(duì)測定結(jié)果的影響較大，同種土壤不同粒級(jí)的測定結(jié)果間的差異多數(shù)達(dá)到顯著和極顯著的水平；而不同土壤的同一粒級(jí)之間的差異均不顯著，說明土壤成分對(duì)測定結(jié)果的影響很小；1mm粒徑土壤和新鮮土壤的測定結(jié)果之間的差異也不顯著，說明新鮮的污染土壤樣品可以用其它土壤浸出液制作的校準(zhǔn)曲線來直接定量。新鮮土壤樣品風(fēng)干

7、后未測出MTBE，說明土壤樣品采回后應(yīng)盡快進(jìn)行分析。 5、黑土對(duì)MTBE溶液的吸附動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明，吸附過程可以用班厄姆公式來表達(dá)。通過不同溫度下的吸附動(dòng)力學(xué)方程，計(jì)算出的吸附活化能Ey、吸附活化焓(△Hy)、吸附活化自由能(△Gy)、吸附活化熵(△Sy)的結(jié)果表明，吸附過程可以很快達(dá)到平衡，比較接近物理吸附，并且是一個(gè)放熱的過程，升高溫度不利于吸附的進(jìn)行，可使反應(yīng)速率和吸附量減小。黑土對(duì)MTBE溶液的吸附等溫線可以用弗朗德里

8、希吸附等溫模型進(jìn)行良好的擬和，由試驗(yàn)實(shí)測的吸附系數(shù)求得的有機(jī)碳吸附系數(shù)Koc與估算值之間存在不同程度的差異，這主要是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)方法受到溫度、土壤pH值、化學(xué)物質(zhì)的濃度、鹽濃度等的影響。 6、長春市周邊地區(qū)土壤中MTBE的污染情況的調(diào)查范圍是長春市的8個(gè)區(qū)，選擇每個(gè)區(qū)內(nèi)的加油站、主要交通干線兩側(cè)及遠(yuǎn)離主要交通干線和加油站的農(nóng)田土壤共3種地點(diǎn)作為觀測點(diǎn)，共計(jì)80個(gè)采樣點(diǎn)。對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)0-20cm的表層土壤進(jìn)行采樣測定，調(diào)查結(jié)果表明：M

9、TBE對(duì)調(diào)查區(qū)有不同程度的污染。加油站和主要道路兩側(cè)的土壤中MRBE的檢出率為100％，農(nóng)田等由于遠(yuǎn)離MTBE的污染源，檢出率僅為29.17％。加油站的土壤中MTBE含量一般要比道路兩側(cè)的高出3-5倍；夏季土壤中MTBE的含量要比春季和秋季的含量高一些，這主要是受空氣流動(dòng)和降雨的影響。在遠(yuǎn)離加油站和交通干線的農(nóng)田中偶爾可以檢測出痕量的MTBE，它們出現(xiàn)的時(shí)間、地點(diǎn)和含量沒有一定的規(guī)律，可以認(rèn)為它們是受天氣和人為因素的影響而偶然出現(xiàn)的。參