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在对多域吸附理论的求证研究中,将土壤有机质(Soil Organic Matter,SOM)组分进行分离提纯、通过分别研究单一组分的吸附特征来回溯完整SOM的吸附特征的方法,是目前所广泛采用的方法。但是越来越多的证据表明,土壤有机质组分间的相互作用,以及分离提纯过程本身所带来的SOM结构的改变,都可能带来SOM吸附特性的改变,从而使得分离组分的吸附行为不能够完全代表其在全土中的吸附行为。
对于SOM组分分离前后对HOCs的吸附特征的变化,目前还缺乏直接的和系统的研究,本文则针对这一问题进行了较为深入和系统的研究:通过对土壤有机质组分进行定量分离、重构和吸附研究,系统地考察了组分分离前后吸附特征的变化。结果表明,在对菲的吸附中,各SOM组分的吸附能力(单点Koc)的顺序是Lipid>HM>HA>FA>全土,非线性指数n 的顺序是Lipid>FA>HA>全土>HM(n值越小,非线性程度越高)。对全土吸附能力贡献最大的组分是HM和HA,两者对全土Koc(组分回溯值)的贡献为80%。根据各组分的单点Koc、以及各组分在全土TOC中所占百分比回溯而得的全土Koc,远大于直接测得的全土Koc,前者约为后者的2倍,并且这一比值随着菲浓度的增加而增加。造成这一差异的原因,既有全土中组分间的相互作用的影响,也有分离提纯过程本身对SOM结构的影响。
为在排除提取、制备等过程影响的条件下,考察组分间的相互作用对吸附特征的影响,本文还进一步对分离得到的 HM 和 HA 组分按其在原土中的比例进行定量重构,得到 HM-HA结合物和 HM-HA 混合物,分别进行吸附实验。结果表明,HM-HA 结合物的吸附容量、及其吸附曲线的非线性程度均小于HM-HA混合物。由于结合物与混合物的成分和制备条件基本相同,因此,这一吸附特征的差异反映的是 HM 和 HA 之间相互作用的影响:混合物中HA和HM的相互作用较小,而结合物中的HA与HM紧密地交织在一起,导致对 HM 吸附位点的占据和阻隔,从而使得吸附容量和非线性程度都有所降低。这一结果与双模式吸附理论基本一致。
此外,由于本研究的需要,本文还对浓缩和纯化FA的传统方法进行了改进,运用本文提出的分级过柱、逆向洗脱的方法,可以使得FA的回收率达到70%;运用本文提出的连通器装置,可以实现连续过柱,在保证回收率的前提下大大提高了对FA的日处理能力。上述方法使得本研究的SOM定量分离全流程的TOC回收率达到88.9%,从而保证了后续实验结果的可靠性和代表性。