湿地土壤中PCP的吸附-解吸动力学行为研究
五氯苯酚(PCP)作为典型的有机农药，曾被大量用于杀虫剂，目前在环境中仍有大量残留。有机污染物在土壤中的吸附-解吸行为受有机污染物自身性质、土壤的理化性质、环境条件以及共存污染物等多种因素的影响。因此，研究PCP在河口湿地土壤中的吸附-解吸特性，对了解PCP的区域环境行为、生态风险评价及土壤污染治理具有重要的意义。本文选取辽河口湿地20个站位的表层土壤作为研究对象，探讨了环境因子(温度，pH和盐度)，水溶性有机质(草酸，酒石酸，柠檬酸，甘氨酸和葡萄糖)以及重金属离子(Pb2+，Cd2+和Zn2+)对PCP吸附.解吸动力学扩散过程的影响，并分析了PCP在湿地土壤中吸附-解吸过程的主要机理。
PCP在湿地土壤中的吸附量随着温度的升高而降低，而解吸量随着温度的升高而增加。在0℃-25℃的温度范围内，辽河口湿地中PCP的吸附和解吸扩散过程均可用拟二级方程很好地拟合，化学扩散和颗粒内扩散是PCP吸附和解吸动力学过程的主要速率控制步骤。
在NaCl浓度为0.02 mol/L-0.20 mol/L的范围内，土壤中PCP的吸附量随着盐度的增加而增加。在NaCl浓度为0.10 mol/L-0.50 mol/L的浓度范围内，盐度对PCP的解吸过程具有明显抑制作用。化学扩散为土壤中PCP吸附动力学扩散速率的主要控制步骤，而解吸速率则主要受颗粒内扩散过程和物理扩散过程的影响。
酸性条件下PCP在湿地土壤中的吸附作用较强，而碱性条件下PCP在土壤中的吸附作用较弱。辽河口湿地土壤中的PCP在pH为8时发生的解吸量最大。化学吸附是PCP在土壤中吸附速率的主要控制步骤，而颗粒内扩散则是土壤中PCP解吸速率的主要控制步骤，伴随非均相扩散和物理扩散过程的影响。
草酸，酒石酸和柠檬酸对PCP在土壤中吸附-解吸动力学过程的影响表现为抑制吸附和促进解吸的作用，但由于草酸具有特殊的性质，当浓度为2 mmol/L和5mmol/L时对PCP解吸过程的影响表现为抑制作用。由于3种有机酸中活性官能团数目和种类的不同，有机酸在土壤，PCP之间发生的化学反应并不完全相同，表现为对PCP吸附-解吸影响的作用强度不同，其强弱顺序为：柠檬酸>酒石酸>草酸。葡萄糖和甘氨酸对PCP在湿地土壤中吸附-解吸动力学过程的影响具有双重性，对PCP在湿地土壤中吸附-解吸动力学过程的影响均表现为抑制作用。
金属离子对土壤中PCP吸附和解吸过程均表现为抑制作用。在单一金属离子-PCP的污染体系中，化学扩散是土壤中PCP吸附速率的主要控制步骤，而解吸速率的主要控制步骤是颗粒内扩散过程，伴随非均相扩散和物理扩散等扩散过程的影响。但由于Pb2+，Cd2+和Zn2+的性质不同，对PCP在土壤中吸附量和解吸量的抑制强度不同，其强弱顺序为Pb2+≥Cd2+>Zn2+。在复合金属离子-PCP的污染体系中，不同的离子组合对PCP吸附-解吸过程产生的复合效应不同。Zn2+和Cd2+以及Cd2+和Pb2+共存时，金属离子对土壤中PCP吸附-解吸过程的影响均表现为拮抗作用，而共存Zn2+和Cd2+对PCP吸附-解吸过程的影响则表现为协同效应。此外，复合体系中各金属离子浓度的变化对PCP在土壤中吸附-解吸扩散过程也具有重要的影响。
湿地土壤;五氯苯酚;有机农药残留;吸附解吸;溶解性有机质;重金属离子
中国海洋大学
硕士
环境规划与管理
郎印海
2012
中文
X592;O647.31
68
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）