多環芳烴在腐殖酸和河流沉積物上的吸附及解吸行為研究.pdf

1、多環芳烴是環境中廣泛分布的一類疏水性有機污染物，它在河流沉積物上的吸附行為直接影響著其環境歸趨和生態毒性。腐殖酸是土壤/沉積物有機質的主要成分，是影響沉積物吸附行為的關鍵因素。通過研究多環芳烴在腐殖酸和沉積物上的吸附行為，有助于了解和掌握吸附規律，闡述吸附機理。 目前關于多環芳烴在沉積物和腐殖酸上的吸附行為研究存在異議，主要集中在吸附劑有機構成對吸附行為的影響、吸附線性情況、環境因子的影響等幾方面。本文針對以上情況，選取結構相近

2、、性質相似、在環境中檢出幾率較高的兩種多環芳烴--菲和芘為代表性污染物，以腐殖酸和沉積物為吸附劑，運用動力學、熱力學和靜態吸附等方法，研究了多環芳烴在改性后有機結構各不相同的三種腐殖酸和黃河、淮河、衛河三種沉積物上的吸附及解吸行為，系統考察了不同環境條件和共存污染物存在情況下吸附行為變化情況，分析了吸附解吸機理，得到了一些有意義的結果： (1)吸附過程分為快速吸附平衡和慢吸附兩個吸附階段。研究表明，48小時即可基本達到吸附平衡(

3、達30天吸附量的74％～84％)，此后進入慢吸附階段。 (2)菲和芘在腐殖酸和沉積物上的吸附呈非線性，適于用Freundlich吸附模型；吸附反應的焓變位于-11.1到-11.4 KJ/mol之間，吸附作用力為范德華力、氫鍵、偶極間力等，屬物理吸附、放熱反應。 (3)在沉積物上所測lg Kc值分別為3.84±0.09(菲)和4.90±0.04(芘)?？偟内厔荻际擒糯笥诜?，疏水性強的多環芳烴類有機污染物更易于被吸附；吸附作

4、用主要受有機質組分的制約，礦物質組分對吸附的影響較小。 吸附劑有機構成對吸附行為影響較大。肟化后腐殖酸中H/C比由1.4降至1.2，E4/E6由3.23降至2.33，表明芳香碳含量增加，“硬碳區”所占比例增大。實驗結果顯示，芳香碳組分的增加使腐殖酸吸附能力增強，解吸比例減小，不可逆吸附程度增強。 (4)低pH、高離子濃度和較長的吸附時間使n值減小、1gKf增大，吸附非線性增加，吸附能力增強。 (5)共存多環芳烴有

5、機物可引起競爭吸附，總的趨勢是吸附非線性減弱(n值增加)、吸附能力減小(1gKf減小)。 (6)辛醇/水分配系數可用以預測淮河沉積物對多環芳烴的吸附作用，芘的預測公式如下：1g Koc=1.001g Kow-0.21。 (7)解吸存在滯后現象。菲和芘在三種腐殖酸上的最大解吸比例僅為50％和30％。吸附質疏水性強、吸附劑有機質和吸附劑有機質中芳香碳含量高的體系，解吸滯后現象更加明顯；解吸滯后性與初始濃度呈反相關，在低濃度時