论文部分内容阅读
吸附和解吸是决定污染物在土壤中迁移转化的关键过程之一,影响污染物的生物可利用性及归趋。目前关于吸附、解吸特征和机理的研究很多。大都局限于有机污染物或重金属单个物质在自然环境中迁移转化的过程。但在土壤中有机污染物和重金属共存,开展它们之间的交互行为研究具有十分重要的意义。
论文主要包括三部分。前两部分研究了两种中性的苯酚类化合物--对硝基苯酚和2,4,6-三氯苯酚与重金属Cu和Pb之间的交互作用。第三部分研究了阴离子除草剂甲磺隆和重金属Cu之间的交互作用。笔者观察到三个实验现象:1.铜和铅的存在能够抑制两种苯酚类化合物在土壤和泥炭上的吸附;2.Cu离子促进了阴离子甲磺隆在土壤和泥炭上的吸附;3.有机物的存在不会影响重金属的吸附。
铜和铅减少对硝基苯酚和2,4,6-三氯苯酚的机理是:1).铜和铅的加入克服了溶液中胶体相的负电斥力,使它们相互凝聚产生沉淀,覆盖在固体吸附剂的表面。另一方面重金属也可以使固体的有机质凝聚,这两个因素都减小了吸附剂的孔径和孔容,改变了吸附剂的部分物理化学性质,从而减小了对硝基苯酚和2,4,6-三氯苯酚的吸附量;2).吸附于土壤中的Cu离子带有结晶水,Cu2+巨大的水化体积遮蔽了土壤上许多吸附位点,因此不利于对硝基苯酚的吸附。3). XAS研究表明,Cu或Pb可以和矿物表面的硅羟基以及有机质中的羟基、羧基等基团作用,形成内层配合物。而FTIR也证实吸附剂上的这些基团可以和对硝基苯酚或2,4,6-三氯苯酚形成氢键。因此有机污染物和重金属离子吸附基团的部分重叠也可能是产生抑制作用的一个原因。
Cu离子促进了阴离子甲磺隆在土壤和泥炭上的吸附。主要原因应该是阴离子的甲磺隆和带负电荷的土壤表面有静电斥力,不利于甲磺隆的吸附。但是当重金属离子Cu吸附到土壤的紧密层以后,减小了土壤的zeta电位,降低了土壤表面的电荷密度。减小了甲磺隆和负电荷土壤之间的静电斥力,因此有利于甲磺隆的吸附。
重金属离子Cu和Pb具有大的电负性,能和土壤形成内层配合物,结合力较强。但对硝基苯酚、2,4,6-三氯苯酚和甲磺隆与土壤(泥炭)表面的反应位点的结合则是较弱的氢键和范德华力。因此三种有机污染物的存在对铜和铅的吸附没有什么影响。