乙醇对汽油中典型组分吸附及水溶性的影响

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:michaelhocn
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由于汽油添加剂甲基叔丁基醚(MTBE)对地下水资源的污染,极大地刺激了车用乙醇汽油需求量的增长,乙醇作为一种共溶剂,能完全混溶于水并影响土壤和地下水的一些性质以及汽油组分在地下水中的运移规律。本文通过批实验研究了乙醇存在情况下甲苯在土壤有机质(以腐植酸和黑炭为例)上的吸附行为以及汽油各典型组分在水中的溶解实验,以期为客观的评价乙醇汽油在土壤环境中的迁移转化规律以及为其环境风险评估提供科学依据。研究结果表明:(1)乙醇具有共溶剂效力,随着水中乙醇体积分数(fc)的增加,甲苯的溶解度呈线性增加。乙醇对甲苯的共溶剂效力(σ)值约为3.87,该值与以往的研究相差不大。(2)腐植酸和黑炭的性质存在巨大差异,其中,腐植酸主要以软碳为主,甲苯在腐植酸上的吸附以线性分配为主,随着水中乙醇体积分数的增加,甲苯在腐植酸上的吸附量略有增大(溶液浓度标准化后),并且通过共溶剂模型计算得到的变异系数(α)值为0.71;黑炭则以硬碳为主,甲苯在黑炭上的吸附以非线性的表面吸附为主。随着水中乙醇体积分数的增加,甲苯在黑炭上达到吸附平衡的时间提前,等温吸附线线性程度有所增加(溶液浓度标准化后)并且解吸滞后指数减小。这些现象反映出乙醇可能使土壤有机质的结构发生变化,一方面使土壤有机质中的软碳部分发生溶胀增大其比表面积,另一方面又能破坏土壤有机质表面的一些硬碳结构,或者说是使表面的一些硬碳区域变为软碳。(3)汽油中各典型组分在油水之间能很快分布平衡,汽油中各典型组分在水中的浓度跟油水比、各组分在汽油中所占的比例以及自身的溶解度大小有密切关系。当水中乙醇体积分数大于10%时,能产生明显的增溶现象,各典型组分的分配系数(Kfwi)和乙醇的共溶剂效力值σ均与辛醇水分配系数(Kow)呈正相关关系,其关系式分别为log Kfwi=0.75log Kow+1.069(油水比1:10)和σ=3.481logKow-5.627,因此只要知道任何物质的Kow值,利用上述两式便可推估该物质在油水中的分配系数以及乙醇对其的共溶剂效力值。
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