多環(huán)芳烴在土—水—根多介質(zhì)間的分配作用研究.pdf

1、防治和修復(fù)土壤有機(jī)污染、保障土壤環(huán)境安全，以實(shí)現(xiàn)土壤資源的可持續(xù)利用是當(dāng)前全球關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)。多環(huán)芳烴在土—水—根多介質(zhì)間分配作用的研究，將為針對(duì)性地?cái)M訂經(jīng)濟(jì)高效的土壤有機(jī)污染防治和修復(fù)的實(shí)用技術(shù)提供基礎(chǔ)依據(jù)。 本文在評(píng)述各環(huán)境介質(zhì)間多環(huán)芳烴分配作用研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以菲為多環(huán)芳烴代表物，研究了土壤對(duì)菲的吸附作用及其與土壤組成和性質(zhì)的關(guān)系；探討了溶解性有機(jī)質(zhì)(dissolved organic matter，DOM)和共存重金屬

2、對(duì)土壤吸附菲的影響規(guī)律和原理；比較研究了植物根對(duì)菲的吸收和吸附作用，初步探討了兩者分配系數(shù)與植物組織組成的關(guān)系。主要成果如下： (1)研究了有機(jī)碳含量不同的七種土壤對(duì)菲的吸附作用。結(jié)果表明，供試土壤對(duì)菲的吸附曲線均為線性，且其吸附系數(shù)K<,d>值與土壤有機(jī)碳含量正相關(guān)；分配作用是供試土樣吸附菲的主要機(jī)理。 (2)研究了外源DOM和土壤本身固有的內(nèi)源DOM對(duì)有機(jī)碳含量不同的六種土壤吸附菲的影響。外源DOM來(lái)自于稻草腐熟物

3、。結(jié)果表明，去除內(nèi)源DOM后，供試土樣吸附菲的K<,d>值增加了3.13～21.5％，增加量(△K<,d>)和增加幅度與f<,oc>正相關(guān)，表明土壤中存在的內(nèi)源DOM抑制土壤對(duì)菲的吸附。而外源DOM對(duì)土壤吸附菲的影響與其濃度密切相關(guān)。在供試濃度范圍(0～106 mg DOC/L)內(nèi)，紅粘田吸附菲的K<,d>值隨加入外源DOM濃度的提高先增大后減小。外源DOM濃度為28 mg DOC/L時(shí)，紅粘田吸附菲的K<,d>值增加了19.5％；而當(dāng)

4、濃度≥52 mg DOC/L時(shí)，外源DOM則明顯抑制菲的吸附。內(nèi)源和外源DOM對(duì)土壤吸附菲的影響，主要與DOM和菲在溶液中的結(jié)合作用、在土壤中的累積吸附效應(yīng)等有關(guān)。 (3)研究了Pb、Zn、Cu污染后土壤對(duì)菲的吸附作用。結(jié)果表明，分配作用是供試土樣吸附菲的主要機(jī)制，重金屬污染與否，土樣對(duì)菲的等溫吸附曲線均呈線性。實(shí)驗(yàn)條件下，重金屬污染后黑土對(duì)菲的吸附作用明顯增強(qiáng)，且隨重金屬含量提高，黑土對(duì)菲的吸附系數(shù)(K<,d>)和有機(jī)碳標(biāo)化

5、的吸附系數(shù)(K<,oc>)增大。由于重金屬的“鍵橋”作用，黑土吸附菲的平衡溶液中水溶性有機(jī)質(zhì)(DOM)濃度降低，土壤固相有機(jī)質(zhì)含量略有增加(不超過(guò)原有有機(jī)質(zhì)含量的2.61％)。計(jì)算了這部分增加的固相有機(jī)質(zhì)對(duì)菲的吸附系數(shù)K<,Ph/soc>，并分析了溶液中DOM對(duì)土壤吸附菲的影響。結(jié)果顯示，溶液中DOM濃度變化及其與菲的結(jié)合作用對(duì)重金屬影響土壤吸附菲的貢獻(xiàn)甚微；而K<,Ph/soc>值則比土壤原有有機(jī)質(zhì)對(duì)菲的吸附系數(shù)K<,d>值大2～3個(gè)

6、數(shù)量級(jí)，這是重金屬污染導(dǎo)致土壤吸附作用增強(qiáng)的根本原因。 (4)植物根對(duì)菲的吸收作用與其吸附規(guī)律有相似性。吸收實(shí)驗(yàn)表明，根中菲含量與水中菲濃度正相關(guān)，吸收曲線也呈線性，且不同植物根吸收菲的分配系數(shù)與根脂肪含量正相關(guān)。但供試植物根吸收菲的分配系數(shù)(K<,d>’)為579～905 L/kg，要小于相應(yīng)植物根吸附菲的分配系數(shù)(K<,d>)；這一方面是由于實(shí)驗(yàn)條件下植物吸收未達(dá)到平衡，另一方面也與根吸收菲后的傳輸作用、植物代謝作用、植物