胶州湾近岸沉积物中有机污染物的吸附解吸研究
近岸沉积物是海洋生态系统的重要组成部分，污染物进入水体后，有相当一部分沉积到沉积物中，在一定条件下又会向上覆水体释放，成为一种内源污染。有机污染物严重污染着海洋环境，直接影响着海洋生物，以及直接或间接影响着我们人类健康。有机化合物在固一液界面处的迁移机制、吸附解吸规律很大程度上控制其在海洋中的分布及归宿，由于污染物的归宿与其生态作用关系密切，因而研究有机污染物在近岸海洋环境中的吸附解吸具有重要的意义。COD作为有机污染物的一个综合指标，它对污染源的定量、海域水质质量、养殖水水质、赤潮的发生等均有重要的指示作用。当前有关COD的研究主要集中在污水处理、环境监测和评价方面，对其吸附解吸研究尚属空白。
本文运用实验模拟的方法，系统研究了胶州湾近岸沉积物中有机污染物的吸附解吸规律、影响因子和动力学。首先，通过静态释放实验，研究胶州湾近岸沉积物中有机污染物(COD)的静态释放量、释放速率以及释放的影响因子；其次，通过悬浮态释放实验，研究污染物的释放潜力以及间隙水和悬浮物对污染物释放的作用，并对静态和悬浮态下沉积物中有机污染物的释放规律进行比较；再次，通过吸附实验，考察有机污染物(COD)在胶州湾近岸沉积物上的吸附行为及吸附机理；最后，通过五氯氛钠的吸附解吸实验，研究了离子性有机污染物的吸附解吸动力学。通过上面一系列的实验研究，得到主要结论如下：
通过静态释放实验得出，胶州湾近岸沉积物中有机物(COD)的静态释放量为0.001-0.03mg/g，静态释放速率为122.01-5122.41mg/(m<'2>．d)，有机物的释放对上覆水污染较重。泥水比、温度、溶解氧和微生物都对上覆水COD有明显影响，pH值的影响仅表现在前两天。
静态和悬浮态下胶州湾鲜样沉积物有机物的释放规律，总体上都符合同一规律，即先上升至最高点，然后慢慢下降，直至平衡。胶州湾风干沉积物的短期(7h)释放规律用零级动力学方程y=1.1709x+1.8462(n=6，r=0.9617)拟合较好，而长期释放规律表现为前10h水相有机污染物浓度迅速增大，lOh以后基本处于平衡状态。换水清洗实验发现，在不考虑外源输入的情况下，换水清洗能显著降低胶州湾上覆水COD，但在换水5次以后，污染物释放量基本趋于稳定。经过换水清洗，细砂质沉积物污染的上覆水可由原来的三类海水改善为一类，而受粉粘质沉积物严重污染的海水仍然超出四类标准。
吸附行为研究发现，有机污染物在胶州湾近岸沉积物上的的吸附速率较快，达到平衡大约需要24h。吸附等温线是典型的“S”型吸附曲线，用Freundlich方程描述较好，初步判定为多分子层吸附。吸附的影响因素实验表明，有机污染物在海洋沉积物上的分配系数(Kd)，随固液比的增加而减小，随温度的升高而减小，随海水盐度的增加而增加。
胶州湾近岸沉积物中PCP-Na的吸附解吸动力学研究发现，离子性有机污染物PCP-Na的吸附解吸过程可分为三个阶段：第一阶段污染物的吸附解吸速率较快，为快速反应过程；第二阶段吸附解吸速率趋于平缓，可能是由沉积物微孔向溶液中扩散造成的；第三阶段吸附解吸趋于平衡，达到平衡所需时间较长。将PCP-Na的吸附解吸动力学数据与双常数速率方程、一级动力学方程、抛物线扩散方程、E1ovich方程和二级动力学方程进行拟合发现，双常数速率方程能较好地描述PCP-Na的吸附过程和解吸过程，相关系数平均值分别为0.9346和0.9429。
近岸沉积物;有机污染物;吸附解吸
中国海洋大学
硕士
环境工程
贾永刚;郎印海
2006
中文
X55
70
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）