黏土矿物和腐植酸对新农药硫肟醚的吸附及其机理研究

硫肟醚[O-(3-苯氧苄基)-2-甲硫基-1-(4-氯苯基)丙基酮肟醚]是国家南方农药创制中心湖南基地研制成功的首个具有我国自主知识产权的一种新型杀虫剂。为了深入认识硫肟醚在土壤中的归宿,在室内条件下采用振荡平衡法和红外光谱法(IR)对硫肟醚在黏土矿物和腐植酸上的吸附及其机理进行了研究。结果表明,硫肟醚在黏土矿物钙-蒙脱石(Ca-Clay)上的吸附等温线属于S型,而在腐植酸(HAs)上的等温线属于L型,说明硫肟醚在黏土矿物上的吸附量要大于腐植酸。硫肟醚在黏土矿物和腐植酸上的吸附等温线符合Freundlich方程,在相同试验条件下,黏土矿物对硫肟醚的吸附系数KF值为腐植酸的5.45倍。通过自载膜法研究了黏土矿物与硫肟醚作用物的IR谱图,结果发现黏土矿物与硫肟醚作用物的IR图谱中不仅出现了明显的硫肟醚吸收峰,而且黏土矿物与硫肟醚作用后其主要特征吸收峰的位置、形态和强度均发生了变化,由此推测它们之间产生了氢键键合和配位键结合作用。同样地,腐植酸与硫肟醚作用物的IR谱图中也出现了类似的结果。腐植酸与黏土矿物作用后会明显降低对硫肟醚的吸附,但腐植酸与黏土矿物不同比例的复合物对硫肟醚的吸附不同,其中以50∶50的复合体对硫肟醚的吸附量减少最明显。黏土矿物与HAs在不同时间形成的复合体对硫肟醚的吸附作用是不同的。随着钙-蒙脱石与HAs作用时间的延长,其复合体对硫肟醚的吸附量会逐渐下降,钙-蒙脱石与HAs作用时间进一步增加,复合体对硫肟醚的吸附量将开始上升,21d时达到最大吸附值,此后随作用时间的继续延长,吸附量会有所下降,28d后其吸附量接近于初始值。     

二氯喹啉酸在几种矿物中的吸附-解吸特性与热力学研究(英文)

采用批量平衡法,研究了二氯喹啉酸在蒙脱石、凹凸棒石和针铁矿3种矿物中的吸附-解吸特征,并从吸附热力学角度探讨了矿物的吸附机理,结果表明,二氯喹啉酸在供试矿物中的吸附均包含了快速反应阶段和慢速平衡阶段,其吸附动力学曲线均符合准二级动力学方程、颗粒扩散方程和Elovich方程。其中以准二级动力学方程的拟合程度最好,在颗粒扩散方程中的常数项(C值)不为0,表明颗粒内的扩散速率不是决定二氯喹啉酸在供试矿物中吸附快慢的唯一因素。二氯喹啉酸在3种矿物中的吸附/解吸等温线均能用Linear和Freundlich方程很好地拟合,二氯喹啉酸在供试矿物中的吸附容量大小为:针铁矿蒙脱石凹凸棒石。二氯喹啉酸在供试矿物中的解吸过程中存在明显的滞后现象,二氯喹啉酸在供试矿物中的吸附具有高度自发性,温度越高吸附过程自发趋势越大。     

吸附法去除水环境中邻苯二甲酸酯类污染的研究进展

邻苯二甲酸酯类(Phthalic acid esters,PAEs)是一类应用广泛的增塑剂,主要添加在塑料制品、橡胶、医疗器械和儿童玩具中。PAEs通过废水排放、大气干湿沉降、塑料废弃物渗出等途径进入饮用水、地表水和地下水环境中,由于其具有致畸、致癌和致突变作用,并对鱼类、哺乳类动物具有内分泌干扰效应,因此引起了全世界的广泛关注。本文综述了目前常用的吸附方法去除水环境中PAEs的效果和机理,重点阐述了活性炭、壳聚糖、生物质、黏土矿物、人工树脂、膜材料、纳米材料、分子印迹聚合物等新型材料对PAEs的吸附效果、吸附性能和机理,对这些材料吸附去除PAEs的优缺点做了简单总结,并对吸附法去除PAEs的发展前景进行了展望。     

三种土壤矿物对苄嘧磺隆的吸附研究

利用平衡吸附法研究了3种土壤矿物对苄嘧磺隆的吸附及尿素对吸附的影响。结果表明,3种土壤矿物对苄嘧磺隆的吸附符合Langmuir和Freundlich方程,非晶形氧化铝对苄嘧磺隆的最大吸附量最高,为634.5μg/g;针铁矿的最大吸附量为225.9μg/g;高岭土对苄嘧磺隆的最大吸附量最小,为188.9μg/g。尿素的加入使得苄嘧磺隆在非晶形氧化铝、针铁矿表面的吸附量都有不同程度的下降,其中非晶形氧化铝降低的幅度最大;但尿素和苄嘧磺隆同时添加或者先加尿素再加苄嘧磺隆,高岭土对苄嘧磺隆的吸附量都增大。     

甲氧苄氨嘧啶在黏土矿物上的吸附解吸机理

以高岭土和蒙脱土为吸附剂,选用Na⁺和L-赖氨酸（Lys）作为共存组分,通过批实验探究了不同赋存形态的甲氧苄氨嘧啶（TMP）在黏土矿物上的吸附/解吸特征。结果表明：TMP在高岭土和蒙脱土上的吸附均在24 h内达到平衡。蒙脱土对TMP的吸附动力学特征会受到溶液中H⁺竞争吸附与TMP赋存形态的影响,在pH较低时（如pH=3.0时）尤为明显。TMP在黏土矿物上的主要吸附机理为阳离子交换、静电吸引和分子间力,吸附分配系数受TMP⁺/TMP⁰比例和作用力强度两方面影响。在实验条件下（TMP初始浓度为1 mg?L^-1,溶液pH为6）,由于两种黏土矿物的pH缓冲能力和表面带电性不同,Na⁺和Lys⁺共存抑制了TMP在高岭土上的吸附,但促进了其在蒙脱土上的吸附。在解吸实验中,TMP⁺和TMP⁰分别为TMP在高岭土和蒙脱土溶液中的主要存在形态,由于阳离子交换作用和静电吸引的结合强度要远强于分子间力,TMP在蒙脱土上的解吸率约为高岭土的4~5倍。     

三种黏土矿物对蚕豆生长和重金属含量的影响

以云南会泽铅锌矿周边污染农田土壤为供试土壤,施加沸石、钠基膨润土、硅藻土3种黏土矿物,开展室内种植蚕豆的盆栽试验,研究黏土矿物对蚕豆光合生理、生物量、矿质营养、重金属含量和累积量的影响。结果表明:3种黏土矿物显著增强蚕豆叶片的光合作用,增加植株的生物量,其中钠基膨润土处理的增幅最大,为21.7%。黏土矿物降低土壤速效氮、磷、钾的含量,降幅为12%～48%,改变蚕豆植株氮、磷、钾的含量,其中,硅藻土显著增加蚕豆植株磷、钾和根系氮的含量,增幅为23%～83%,钠基膨润土降低蚕豆地上部氮、磷、钾的含量。3种黏土矿物均显著降低土壤有效态铅和铜的含量,降幅为14%～28%,减少蚕豆植株的锌含量、根系铅和铜的含量;沸石还显著降低土壤有效态镉、蚕豆植株镉和地上部铅的含量。相关分析发现,土壤有效态镉与蚕豆地上部镉、有效态铜与根系铜、有效态锌与植株锌的含量呈极显著或显著正相关。研究表明黏土矿物能降低污染土壤重金属的生物有效性,减少蚕豆植株的重金属含量,改善光合作用和提高生物量。     

有机酸对镉在土壤矿物上吸附特征的影响

研究了有机酸对镉在土壤矿物上吸附特征的影响,结果表明:有机酸对镉在矿物上吸附的影响基本上是一致的:随着胡敏酸浓度的增加,镉的吸附量迅速增大;对低分子量有机酸(草酸、乙酸、柠檬酸等)而言,在浓度较低时,镉的吸附量随着有机酸浓度的增加而有所增大,但随着浓度的增加,镉的吸附量逐渐降低.存在胡敏酸时,高岭石、针铁矿和三羟基铝石对镉的吸附率随着pH的升高而迅速增大,而且吸附率一直高于其它条件下的吸附率,pH>5.0时,吸附率接近100%.在存在低分子量有机酸(草酸、乙酸、柠檬酸等)的情况下,在pH<5.5时,高岭石、针铁矿和三羟基铝石对镉的吸附率随着pH的升高有较大的差异,与矿物种类及有机酸类型有着密切的关系,之后随pH的升高而迅速增大.     

土壤及其矿物、有机质对三环唑的吸附与解吸的研究

本文报导了蒙脱石、高岭石和有机质胡敏酸以及浙江省有代表性的小粉土、海涂土、青紫泥对三环唑的吸附、解吸和pH值的影响,试验结果表明,它们的吸附都符合Freundlich等温吸附经验方程,前三者等温线分别属S-型,L-型和C-型,三种土壤都属C-型,蒙脱石、高岭石和胡敏酸对三环唑的吸附能力均较土壤强得多,三种土壤的吸附性能以涂土最差,小粉土和青紫泥相差不大,pH值对吸附和解吸影响很大;pH=2时,吸附量最大,解吸率最小,pH值变化时高岭石吸附、解吸影响最大,随pH值增大,对三环唑的吸附量减少,解吸率增加。     

紫色土对 3 种邻苯二甲酸酯吸附特性的研究

以三峡库区典型土壤—紫色土为供试土壤,采用固相萃取-高效液相色谱法研究了紫色土对3种优先控制有机污染物邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的吸附动力学、吸附热力学特征及其影响因素.研究结果表明,紫色土对DMP,DEP和DBP的吸附动力学过程可分为最初的表面快速吸附与向土壤颗粒内部慢速扩散的两个阶段,假二级动力学方程可以很好地描述紫色土对三者的吸附动力学特征,吸附速率常数由大到小顺序为DMP,DEP,DBP;Langmuir方程可以较好地拟合紫色土对DMP,DEP和DBP的等温吸附特征,平衡吸附量由大到小顺序为DBP,DEP,DMP;DMP,DEP和DBP在紫色土表面存在竞争吸附,竞争力由大到小顺序为DBP,DEP,DMP;热力学试验表明温度对紫色土吸附DMP,DEP和DBP有明显影响,随着温度的升高,紫色土对三者的吸附量逐渐减少;热力学参数ΔG,ΔH和ΔS表明紫色土对3种邻苯二甲酸酯的吸附反应是自发、放热的过程;反应体系pH和离子强度对紫色土吸附DMP,DEP和DBP的影响较大,随着pH值的增加吸附量减少;随离子强度的增大吸附量增大.     

纳米粘土矿物对阿特拉津的吸附-解吸特性研究

采用批量平衡实验,研究了纳米粘土矿物与原粘土矿物对除草剂阿特拉津的吸附解吸特性.结果表明,牯土矿物对阿特拉津的吸附-解吸均能用Freundlich方程很好地拟合.随着溶液中阿特拉津浓度的增加,粘土矿物对阿特拉津的吸附量增加;粘土矿物粒径越小,吸附量越大,纳米粘土矿物的吸附量显著大于原粘土矿物.粘土矿物对阿特拉津吸附量大小顺序为:纳米SiO2>纳米蒙脱石>凹凸棒石>蒙脱石>SiO2.粘土矿物对阿特拉津的解吸表现出一定的滞后效应,即粘土矿物吸附的阿特拉津越多,解吸的越少.粘土矿物对阿特拉津的解吸率大小顺序为:SiO2>凹凸棒石>纳米蒙脱石>纳米SiO2>蒙脱石.     

气相色谱法测定饮用水源水中的16种酞酸酯

为建立一种简单、快捷、准确测定饮用水源水中酞酸酯含量的检测方法,采用气相色谱法测定了饮用水源中16种酞酸酯的含量.结果表明:16种酞酸酯在短时间内能有效分离,方法检出限为0.11～8.5 tμg/L,加标回收率为91％～119％,各组分相对标准偏差(RSD,n=8)为1.34％～7.52％,均符合方法学的要求.该方法具有快速简便、准确灵敏、重现性好等优点,适用于测定饮用水源水中酞酸酯的含量.     

粘土矿物对磷的吸附性能及其在水体净化中的应用

磷是引起水体富营养化的主要元素，由于粘土矿物具有良好的吸附性能，尤其是改性后的粘土矿物吸附效果更为显著，利用粘土矿物对磷污染水体进行治理，愈来愈受到人们的关注，为此就粘土矿物对水体中磷的吸附性能研究进展以及粘土矿物在含磷水体处理中的应用前景进行了归纳、分析和介绍。     

土壤酸碱性和有机质含量对邻苯二甲酸酯纵向迁移的影响

以4种优先控制邻苯二甲酸酯类(PAEs)为研究对象,设置土壤pH值为5.2、6.2、7.0、8.3、9.1,有机质含量为9.9、21.2、30.6、41.7、50.4 g/kg,采用土柱淋滤模拟实验,土柱上层为PAEs污染土(3 cm),下层为不含PAEs的清洁土(20 cm),研究了土壤酸碱性和有机质含量对PAEs纵向迁移的影响.结果表明,土壤pH值为9.1时淋滤后污染和清洁土中4种PAEs总含量最低,总淋出率最高,可达98.0%;污染土中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的迁移不受土壤pH值影响,但邻苯二甲酸二辛酯(DOP)在强碱性土壤中更易迁移;清洁土中各PAEs均是在pH为6.2时的含量较高,其中DMP和DEP在土壤底层含量最高,但DBP和DOP在土壤上层含量最高.土壤有机质含量为9.9 g/kg时4种PAEs总含量最低,淋出率最高,达82.4%;不同有机质条件下污染土中DMP、DEP和DBP的迁移没有差异,DOP在低有机质含量土壤中更易迁移;总体上有机质含量为30.6~50.4 g/kg的清洁土柱DEP、DBP、DOP的含量更高,不易迁移.     

酞酸酯类化合物对土壤及大豆的污染

对地膜中2种酞酸酯类化合物DBP和DEHP在土壤和大豆植株体内的残留进行了研究。结果表明:常规地膜用量在播种后30~90 d土壤中DBP和DEHP含量分别在0.174~0.274 mg.kg-1和2.886~2.952 mg.kg-1;大豆植株体内DBP含量在0.319~1.646 mg.kg-1,90 d后随株体生长DBP含量降低,DEHP在大豆植株体内未检测到。使用地膜对大豆的生长发育影响不明显,地膜用量对大豆生长、产量、蛋白质、脂肪和水分含量影响不显著。     

设施葡萄基地土壤－葡萄体系邻苯二甲酸酯(PAEs)污染及分布特征

【目的】研究吐鲁番设施葡萄基地土壤-葡萄体系邻苯二甲酸酯污染及分布特征。【方法】对种植年限为1、4、6 a的葡萄大棚土壤、葡萄根、茎、叶、果实进行取样,采用气相色谱-串联质谱技术测定各样品中16种PAEs化合物的含量,分析土壤-葡萄体系邻苯二甲酸酯的主要成分、含量、分布、变化及相关性。【结果】土壤中∑PAEs含量在1.500~2.718 mg/kg, DIBP、DBP、DEHP的含量占到总含量的98.9%,三者在0~20 cm的土层中占70%;种植4年的葡萄土壤∑PAEs含量最高,6年龄低于4年龄葡萄土壤含量;葡萄植株各部位∑PAEs的含量由高到低为根>茎>叶>果实,根、茎、叶中∑PAEs占整个植株的95.5%;葡萄果实与土壤中∑PAEs、DIBP、DBP、DEHP的含量显著相关,相关系数分别为0.878、0.855、0.820、0.981。【结论】吐鲁番设施葡萄基地PAEs污染物以DIBP、DBP、DEHP为主,主要分布在0~20 cm的土层中,随着种植年限的增长,∑PAEs并非成线性增长趋势,在植株体内PAEs含量由根到果实逐渐递减,果实与土壤中PAEs含量呈显著相关性。     

咸阳市郊菜地土壤中邻苯二甲酸酯（PAEs）污染研究

选择咸阳市郊4块典型菜地,采集59个表层土壤样品,利用高效液相色谱(HPLC)分析了土壤中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸正二丁酯(DnBP)、邻苯二甲酸苄基丁基酯(BBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸正二辛酯(DnOP)6种美国环境保护部(US EPA)优控的PAEs含量,研究了土壤中PAEs的分布特征、构成特征、环境来源及污染水平。结果表明,咸阳市郊菜地土壤中这6种PAEs均有不同程度的检出,检出率为DMP(100%)=DnBP(100%)DEHP(98%)BBP(80%)DnOP(66%)DEP(52%);单个PAEs化合物含量从未检出到6 313.36μg·kg-1,含量顺序为DnBPDEHPDMPDnOPBBPDEP;6种PAEs总量(∑6PAEs)在128.60~10 288.42μg·kg-1之间,平均含量为632.10μg·kg-1;不同菜地土壤中∑6PAEs含量顺序为曹家寨郭村八兴滩东张村。与国内外已有研究结果比较发现,咸阳市郊菜地土壤中PAEs含量处于中等水平,土壤中PAEs主要以DnBP、DEHP和DMP为主。主成分分析和聚类分析表明,咸阳市郊菜地土壤中DEHP和DnBP主要来源于地膜的使用,DMP、DEP、BBP和DnOP与个人护肤品、化妆品及室内装修材料有关。根据美国纽约州土壤PAEs控制和治理标准,咸阳市郊菜地土壤中DMP和DnBP分别有100%和85%的样品超过该控制标准,是主要控制污染物,但均未超过该治理标准。     

邻苯二甲酸酯污染土壤的生物修复技术

邻苯二甲酸酯是一类普遍使用的有机化合物,主要用作增塑剂。由于其具有致癌、致畸和致突变性,近年来引起了广泛的关注。由于农用地膜的广泛使用,邻苯二甲酸酯在农用土壤中均造成了不同程度污染。该文对邻苯二甲酸酯污染土壤的生物修复技术研究进展进行了介绍,总结了细菌、真菌、植物和联合修复是目前邻苯二甲酸酯污染土壤的主要生物修复方式。     

腐殖酸与粘土矿物混合体系对稀土镧、钕吸附特性的研究

为进一步研究土壤固相之间对稀土元素的竞争吸附趋势,将腐殖酸和7种粘土矿物(高岭石、蒙脱石、伊利石、蛭石、绿泥石、凹凸棒石、膨润土)组合成一个相对独立的复合吸附体系,采用振荡平衡法,对稀土镧、钕进行吸附研究,通过ICP检测,对数据进行拟合,结果显示:Langmuir能更好地描述稀土吸附过程,而且经过验证实验得到,在La3+体系中,腐殖酸的吸附量为粘土矿物的3倍,且2∶1型粘土矿物的吸附能力是1∶1型的3.68~5.44倍;在Nd3+体系中,腐殖酸吸附量约为粘土矿物的3.5倍,且2∶1型粘土矿物的吸附能力是1∶1型的3.49~4.74倍;腐殖酸与粘土矿物的吸附竞争趋势为:腐殖酸>蒙脱石>膨润土>蛭石>伊利石>凹凸土>绿泥石>高岭石。     

东莞市蔬菜基地邻苯二甲酸酯(PAEs)的污染特征研究

采集了东莞市8个镇区9个典型蔬菜基地的灌溉水、土壤和蔬菜样品,利用气相色谱/质谱联机检测技术(GC/MS),分析了属于US EPA优控污染物的6种邻苯二甲酸酯(PAEs)化合物.结果表明,在灌溉水中PAEs化合物总含量(∑PAEs)为0.29～2.73μg/L,以温塘基地最高;土壤中∑PAEs为0.242～1.710 mg/kg,以上元基地最高;蔬菜中∑PAEs为0.412～7.979 mg/ks,以生菜最高.灌溉水、土壤和蔬菜中均以DEHP和DnBP为主,部分含量已超过美国土壤控制标准.东莞市蔬菜基地土壤和蔬菜已一定程度受到了PAEs污染.