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随着工业的迅速发展,越来越多的污染物质进入环境,进而影响人类的健康。而有机污染物,特别是多环芳烃类化合物,由于其特殊的危害作用,备受人们关注。关于土壤与有机污染物之间的相互作用,人们已经进行了大量的研究。目前,科学界普遍认为,当土壤有机碳含量大于0.1%时,土壤有机组分对有机污染的吸附过程起着关键性的作用。本论文在比较了不同土壤有机组分的组成及结构特差异的基础之上,探讨了这些有机组分对多环芳烃的吸附特性及其机理,同时本文也探讨了去除有机质的土壤及其与腐殖酸复合体对多环芳烃的吸附特性与机理。论文取得了一些成果:
(1)土壤中富里酸、胡敏酸、碳黑之间存在着明显的差异。元素分析表明富里酸、胡敏酸具有较高的H/C、O/C比值,而碳黑则含有较低的H/C、O/C比值。红外光谱结果表明,富里酸中含有较多的羧基成分,芳香碳含量较低,碳黑则以芳香族化合物为主,羧基成分较少,而胡敏酸则介于两者之间。另外,扫描电镜以及能谱分析结果表明胡敏酸具有结构相对紧凑,孔洞结构较少,含碳量低,含氧量高的特点,而碳黑具有多孔结构、存在着明显未完全燃烧的痕迹,同时碳黑具有较高的含碳量和较低含氧量的特点。
(2)对比土壤富里酸、胡敏酸、碳黑、胡敏酸碳黑混合体系以及富里酸碳黑混合体系对菲的吸附特性的结果表明,中性条件下,就富里酸、胡敏酸、碳黑之间而言,碳黑的吸附量最大,富里酸其次,而胡敏酸的吸附量最小。通过比较混合体系与碳黑之间对菲的吸附特性表明,富里酸碳黑混合体系的吸附量最大,碳黑次之,而胡敏酸碳黑混合体系的吸附量最小。同时运用线性模型和Freundlich模型拟合的结果表明,线性模型可以较好的模拟上述所有吸附剂对菲的吸附过程,相关系数均在0.97以上,而用Freundlich模型模拟混合体系对菲的吸附过程的效果较差,相关系数仅为0.87左右。
(3)研究富里酸、胡敏酸对灼烧土的吸附特性的结果表明,富里酸在灼烧土上的吸附呈现线性吸附,而胡敏酸在灼烧土上的吸附则呈现出指数的趋势,同时灼烧土对富里酸的吸附量大于其对胡敏酸的吸附量。利用线性、Langmuir和Freundlich方程拟合结果表明,实验浓度范围内,胡敏酸在灼烧土上的吸附符合Langmuir方程(R2为0.9888),而富里酸在灼烧土上的吸附符合线性方程。(R2为0.9554)
(4)菲在灼烧土及灼烧土与富里酸、胡敏酸符合体上的吸附结果表明,这几种吸附剂的吸附量相当,均明显低于有机吸附剂。相比之下,胡敏酸灼烧土复合体的吸附量最大,其次是富里酸灼烧土符合体,灼烧土的吸附量最小。
(5)有机碳含量较低时(foc低于0.1%时),灼烧土及其复合体中的矿物是菲的主要吸附剂,因此在此种情况下,不能对分配系数进行有机碳归一化处理,否则将夸大有机物质对吸附的贡献。
(6)随着腐殖酸(尤其是富里酸)在培养基质中的含量的增加,菲的植物可利用性在减小。