有机修饰塿土表面特性的研究Ⅰ.CEC和比表面

污染物在土壤中的行为与土壤的表面化学特性密切相关,研究土壤的表面化学特性对于从微观领域了解污染物行为及其变化规律,采取有效措施减轻并消除土壤中污染物的危害,保护土壤环境和人体健康具有重要意义。为了增强土壤对有机污染物的吸附固定,国内外开始研究应用阳离子型表面活性剂对黏土矿物或土壤进行修饰,使土壤的表面性质由亲水性转变为疏水性,增大对土壤中有机污染物的吸附能力[1,2],研究表明,利用阳离子型表面活性剂修饰黏土矿物或土壤,可以显著增强土壤对水中有机污染物的吸附固定能力[3~7],但对于重金属离子却具有不同的作用[8~11]。土壤胶体的比表面、离子交换能力是与土壤对污染物吸持直接相关的土壤表面性质     

阳离子表面活性剂增强固定土壤中的苯酚和对硝基苯酚

当前,对有机物污染土壤进行修复成为环境科学研究热点之一[1],常用的修复方法有化学修复、生物修复、化学与生物相结合的修复;但迄今仍没有经济有效的有机污染土壤修复的实用技术.因此,利用在土壤中注入阳离子表面活性剂形成吸附区,截留有机污染物,阻止有机物迁移,并对固定污染物进行修复,无论对土壤及地下水有机物污染防治,还是生产优质农产品都具有现实意义.近年来,相关研究主要集中在截留非极性有机污染物[2～7],而对溶解度较大且易于迁移的极性有机物截留研究较少;并且认为表面活性剂增强土壤截留有机物的机理由土壤表观有机碳含量增大所致.对硝基苯酚、苯酚是环境中优先控制有机物,它们是重要化工原料,也是农药的降解产物.本文以极性化合物对硝基苯酚、苯酚为目标污染物,探讨阳离子表面活性剂增强固定作用及机理,为有效防治土壤有机污染提供理论依据.     

1,2,4-三氯苯/四氯乙烯和1,2,4,5-四氯苯在土壤/沉积物上的竞争吸附

在多种有机污染物共存的水-土壤/沉积物体系,疏水性有机污染物(HOCs)的吸附/解吸行为与其在单溶质吸附体系有很大的不同[1～7]。共溶质的存在,可能改变主溶质的迁移能力、生物有效性和毒性[2],因此,针对多污染物复杂体系修复方案就会更加复杂,清除污染物的目标也变得更为困难。已有研究表明,竞争吸附发生在土壤/沉积物自然有机质(NOM)的硬碳部分[1～4,8]。但是基于具体的竞争吸附机制尚存在不少疑问,在以前的关于多溶质组分体系的竞争和取代实验研究中也存在一些不同的结果,譬如有些研究人员报道了共存溶质之间存在竞争现象,并且已经吸附的溶质会被另一种溶质取代的现象[9,10],而相反的研究结果也屡见     

低分子量有机配体对黏粒矿物吸附苏云金芽孢杆菌的影响

土壤是微生物的理想栖息地,土壤微生物群落组成复杂,数量巨大。1g土壤中可能栖息着上百亿个微生物,其中细菌可达1010个[1]。约80%～90%的土壤微生物寄居于土壤固相表面,如黏土矿物、金属氧化物或有机质表面[2]。细菌与矿物间的相互作用在土壤污染物转化与降解、团聚体形成[3]、矿物风化[4-6]及病原菌运移[7-8]等诸多过程起着关键作用。     

考虑尺度效应的土壤溶质运移动力学特征分析

[目的]为了了解土壤环境中弥散尺度效应、动力学吸附等作用对溶质运移过程的影响。[方法]应用Laplace变换方法和复变函数理论推得溶质运移动力学模型的解析解。利用De Hoog数值反演方法,验证解析解的正确性,利用解析解分析溶质在土壤中的运移特征。[结果]解析解的计算结果与反演函数Fourier级数项数2 N较大(N=500)时的De Hoog数值计算结果吻合很好;土壤溶质浓度随尺度效应的增强、吸附作用及生物降解作用的减弱而增大;分子扩散、一阶动力学吸附以及吸附相溶质降解作用对溶质运移变化影响较小。[结论]所推求解析解是正确的;土壤溶质运移的弥散尺度效应,溶质在液相和吸附相间的线性分配作用及溶质在液相中的降解作用是影响土壤溶质运移过程的主要因素。     

土壤中砷吸附机理及其影响因素研究进展

土壤中砷(As)的生物可利用性、迁移、转化及归宿在很大程度上依赖于其在土壤中的吸附反应.本文首先概述了土壤中As污染物的主要形态、价态及其与吸附的关系,较为系统地介绍了土壤中As吸附的主要影响因素和土壤中As吸附机理等方面的最新研究进展,并重点对X-射线吸收精细结构光谱(XAFS)、红外光谱(IR)等现代分析技术和方法在As吸附研究中的应用和进展进行了论述.由于土壤组分与结构的复杂性,As在环境介质中的吸附机理研究目前仍集中在单纯矿物上的吸附行为,为As在土壤中的吸附研究提供了理论基础.X-射线吸收精细结构光谱及红外光谱研究结果证明As在土壤中的吸附主要与含Fe、Al等矿物结合,形成以双齿双核结构为主的配位结构;其吸附机理与土壤矿物及As污染物的价态、吸附浓度等有关,主要包括表面络合反应和表面沉淀作用:但是土壤中As吸附机理研究还需要进一步深入研究.文章最后分析了有关土壤中As吸附研究的发展趋势和重要动向.     

低分子量有机酸对可变电荷土壤中铝吸附的影响

铝毒是酸性土壤上植物生长不良的主要限制因素,铝的生物毒性与铝离子的化学形态有密切的关系[1, 2],而铝的化学形态又受包括低分子量有机酸在内的多种因素的影响[3, 4].低分子量有机酸是土壤中广泛存在的一类非常活泼的物质,植物在生长过程中其根系会不断分泌出各种有机酸,植物残体分解过程中和土壤微生物代谢过程中均会产生有机酸[5, 6].一些有机酸阴离子可以被可变电荷土壤吸附,并影响土壤的某些表面化学性质;另一方面某些有机酸阴离子能够与铝形成稳定的络合物从而改变铝离子在溶液中的存在形态,这两方面的原因都有可能对可变电荷土壤中铝的吸附产生影响.     

矿物对溶解性有机质及其不同组分的吸附作用

溶解性有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)在土壤矿物表面的吸附控制着其在土壤中的迁移,会影响土壤/矿物对重金属、有机污染物等的传质过程[1～3]。已往资料揭示,土壤中黏土矿物是DOM的重要吸附质;但迄今,有关DOM在不同类型黏土矿物表面吸附的差异及机制尚很不清楚。另外,不同DOM组分在土壤矿物上的吸附各异,土壤矿物对DOM不同成分的吸附具有选择性;因此分离DOM不同组分,分别研究其在土壤矿物上的吸附有助于揭示DOM与土壤矿物的结合机理,但该研究尚待深化。此外,目前研究中DOM多以土壤中提取的为主[4],对于因污泥农用等农业管理措施而从外部引入土壤的DOM的研究还较     

挥发性有机污染物在土壤中的运移机制与模型

挥发性有机污染物在土壤多孔介质中有三种可能的存在状态：溶于水中、挥发为气体及吸附于固体颗粒。挥发性有机污染物在水、气、固体颗粒三相间的物质交换与分配是决定其运移的重要因素，在相间物质交换为平衡的条件下，可用阻滞系数来表示其影响，污染物与土壤固体颗粒间的非平衡吸附解吸是相间交换中影响污染物运移的最重要的机制，由于天然土壤具有固有的不均质性，必须用多个反应系数才能准确描述污染物与固体颗粒间的非平衡吸附解吸。     

农药在土壤中迁移及其影响因素的初步研究

本文运用非饱和土壤中水分运动和溶质运移基本理论,建立了非饱和土壤中农药运移的数值模拟模型.模型中考虑了农药在土壤中迁移与转化的主要过程:附土壤水分的对流;水动力弥散;土壤吸附及生物化学降解等.模型得到了室内土柱中灭幼脲-Ⅲ号杀虫剂淋溶试验的验证.文中分析了各种因素对该农药存土壤中迁移的影响,并且对两种不同的农药进行了比较.研究表明,在本文所研究的条件下影响农药在土壤中迁移与转化的主要因素是土壤吸附和农药在土壤中的降解.