多環(huán)芳烴菲在土壤礦物表面的吸附與光解行為.pdf

1、土壤礦物是影響多環(huán)芳烴(PAHs)在土壤環(huán)境中光化學降解的重要因素。本文選用硅酸鹽類粘土礦物高嶺石和蒙脫石、金屬氧化物礦物水鈉錳礦，研究了不同pH和金屬離子飽和處理對多環(huán)芳烴菲在礦物表面的吸附與光降解行為的影響。同時選用黑土為供試土壤，在對其進行去掉有機質(zhì)和未去掉有機質(zhì)處理后再均進行粒徑分組，研究PAHs在四種不同土壤粒徑團聚體顆粒上的吸附行為和光降解行為。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)對于高嶺石、蒙脫石、水鈉錳礦，金屬離子飽和處

2、理礦物對菲的吸附能力較未加離子礦物對菲的吸附能力強，而相同類型硅酸鹽類粘土礦物中，Na+飽和的1∶1型高嶺石吸附能力強于Na+飽和2∶1型蒙脫石，Ca2+飽和礦物則相反，而自身具有強氧化特性的水鈉錳礦對菲的吸附能力均比高嶺石和蒙脫石強。然而，在紫外輻射下，未加離子的高嶺石、蒙脫石、水鈉錳礦中菲光降解速率均大于金屬離子飽和礦物表面菲光降解速率。另外，在所有未加離子和金屬離子飽和處理的礦物中，高嶺石表面菲光降解速率最快，隨后分別為水鈉錳礦和

3、蒙脫石。從紅外光譜圖可發(fā)現(xiàn):紫外輻射后礦物表面芳香性增強;同時，GC-MS檢測不同礦物表面菲光降解產(chǎn)物種類大致相同，主要為鄰苯二甲酸衍生物等酯類和其繼續(xù)開環(huán)氧化進一步生成的羧酸類、醇類以及烷烴等物質(zhì)，且在輻射條件足夠長時，這些有機物均會徹底被礦物成水和二氧化碳等小分子物質(zhì)。
　　(2)高嶺石為典型的低電荷或零電荷的層狀硅酸鹽類粘土礦物，在pH為3、5、7、9條件下菲在其中光降解去除率均在97～98％范圍內(nèi)，pH變化對多環(huán)芳烴在高嶺

4、石表面的光解影響較小。相反地，不同pH條件下蒙脫石中多環(huán)芳烴菲的光降解有所區(qū)別，蒙脫石pH值為3、5、7、9時，菲在其表面的光降解80h后的降解率依次為94％、93％、98％、97％，酸性處理蒙脫石表面菲的去除率小于堿性處理蒙脫石表面菲的去除率。不同pH的純礦物對土壤環(huán)境中有機污染物的吸附與光解行為影響與土壤環(huán)境中的有機質(zhì)影響相比并未突出，在一定程度上可以揭示在實際土壤環(huán)境中對有機污染物的環(huán)境行為起主導作用的是有機質(zhì)，礦物質(zhì)則是次要的。

5、
　　(3)以黑土為供試土壤的四種處理:未去掉有機質(zhì)的粘粒(WN)、未去掉有機質(zhì)的粉粒和細砂粒(WFX)、去掉有機質(zhì)粘粒(QN)、去掉有機質(zhì)的粉粒和細砂粒(QFX)對外加多環(huán)芳烴菲的吸附行為可以用Linear模型和Freundlich模型進行較好的擬合。在四種顆粒組中吸附能力大小依次為:WN＞W(wǎng)FX＞QN＞QFX（Kf:5.9679＞5.7230＞5.3951＞3.1887、Kd:13.293＞8.1318＞7.8914＞7.81

6、48），未去掉有機質(zhì)處理的顆粒組對菲的吸附能力大于去掉有機質(zhì)處理的顆粒組;且有、無有機質(zhì)顆粒組中細砂粒對菲的吸附能力均大于粘粒。多環(huán)芳烴菲在上述不同粒徑組分中光降解80h后，去掉有機質(zhì)粉粒和細砂粒顆粒組中菲去除率達到66.26％，去掉有機質(zhì)粘粒中則達到59.73％,而在未去掉有機質(zhì)的粘粒和粉粒及細砂粒的顆粒組中菲去除率均未達到20％，分別為11.22％和17.52％。在紫外輻射條件下四種不同顆粒組中菲去除率大小比較為:去掉有機質(zhì)粉粒和細