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皂荚DOM对污染土壤中PAHs的去除及其影响因素
作 者: 王军
导 师: 倪进治
学 校: 福建师范大学
专 业: 自然地理学
关键词: 皂荚 DOM PAHs 环境行为
分类号: X53
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
本文开展了以下四个方面的研究:1)菲和芘在红壤和黑土中的吸附动力学特征以及皂荚可溶性有机质(Dissolved organic matter, DOM)对菲和芘在两种土壤中解吸行为的影响;2)皂荚DOM对多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)污染土壤中菲和芘的去除以及对复合污染土壤中菲、芘和铜的同时去除;3)老化时间对皂荚DOM去除污染土壤中菲和芘的影响;4)通过土柱淋溶实验,研究了皂荚DOM对污染土壤中菲和芘的解吸及其在土柱中迁移的影响。主要结果如下:1)红壤对菲和芘的吸附达到平衡的时间都为15 min,菲和芘的吸附率分别为94.2%和98.8%。黑土对菲和芘的吸附达到平衡的时间分别为6 h和4 h,菲和芘的吸附率分别为99.1%和99.7%。随着溶液中皂荚DOM浓度的增加,其对红壤中菲的解吸促进作用也随之增加。当皂荚DOM浓度为0.04%时,红壤中菲的解吸率增加到去离子水对照的1.2倍。不同浓度的皂荚DOM溶液对红壤中芘的解吸没有显著的促进作用(p<0.05)。皂荚DOM溶液对黑土中菲和芘的解吸率也随着其浓度的增加而增加。当皂荚DOM的浓度为0.04%时,黑土中菲和芘的解吸率分别增加到去离子水对照的1.6和10.8倍。2)当皂荚DOM浓度为1%时,其对污染土壤中菲和芘的去除率分别为21.2%和14.5%。随着皂荚DOM浓度的增加,污染土壤中菲和芘的去除率也随着增加。当皂荚DOM浓度为5%时,菲和芘的去除率分别达到59.2%和53.1%。皂荚DOM对污染土壤中PAHs的去除能力低于Tween 80,但高于鼠李糖脂。鉴于皂荚DOM制备容易,天然无污染,原料分布广泛,成本低,显示出对PAHs污染土壤修复的应用潜力。皂荚DOM不仅对单一污染土壤中的PAHs或铜具有良好的去除效果,且对复合污染土壤中的PAHs和铜有同时去除作用。当溶液中皂荚DOM的浓度为5%时,其对复合污染土壤中的菲、芘和铜的去除率分别为53.1%、49.7%和54.4%,说明皂荚DOM对于复合污染土壤修复的应用潜力。3)随着老化时间的延长,皂荚DOM对污染土壤中菲和芘的去除率先升高后降低。溶液中皂荚DOM的浓度与其对污染土壤中菲和芘的提取率之间有很好的线性相关性(R2>0.95),说明随着溶液中皂荚DOM浓度的提高,其对污染土壤中菲和芘的提取率也会随着增加。鉴于皂荚分布广泛,皂荚DOM的制备简便,天然无污染,可以预见其作为污染土壤中PAHs的去除剂和提取剂的应用潜力。4)浓度较低的皂荚DOM溶液对污染土壤中菲的解吸有抑制作用,但对芘没有影响。当皂荚DOM浓度为0.01%时,相对于去离子水的对照,污染土壤中菲的解吸率降低了87.9%。随着皂荚DOM浓度的增加,污染土壤中菲和芘的解吸率及其在土柱中的迁移量也随之增加。当皂荚DOM的浓度为1%时,污染土壤中菲和芘的解吸率分别为38.7%和27.9%。解吸下来的菲和芘随皂荚DOM溶液可以在土柱剖面中迁移到10 cm的深度,但主要吸附在0-2 cm土层中。0-2 cm土层中菲和芘的量占其解吸总量的百分比分别为89.4%和86.6%,其它各土层(2 cm/层)中菲和芘的量占其解吸总量的百分比均小于5%。
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全文目录
摘要 2-4 Abstract 4-7 中文文摘 7-9 目录 9-13 绪论 13-15 1 研究背景 13 2 研究目的和研究意义 13-14 3 拟解决的关键问题 14-15 第1章 PAHs在土壤中的环境行为 15-23 1.1 吸附 15-16 1.2 迁移 16 1.3 老化 16-18 1.3.1 老化的机理 16-17 1.3.2 老化对PAHs毒性和生物有效性的影响 17 1.3.3 老化对PAHs可提取率的影响 17 1.3.4 影响PAHs老化的因素 17-18 1.4 植物吸收 18-20 1.4.1 植物吸收的影响因素 19-20 1.5 微生物降解 20-23 1.5.1 微生物对PAHs的降解机理 20 1.5.2 微生物对PAHs的降解 20-21 1.5.3 影响微生物对PAHs的因素 21-23 第2章 表面活性剂对土壤中PAHs环境行为的影响 23-27 2.1 表面活性剂对土壤中PAHs和重金属的去除 23-24 2.1.1 表面活性剂对土壤中PAHs和重金属的去除机理 23-24 2.1.2 表面活性剂对土壤中PAHs和重金属的去除 24 2.2 表面活性剂对PAHs淋溶行为的影响 24-25 2.3 表面活性剂对植物吸收PAHs的影响 25-26 2.4 表面活性剂对微生物降解PAHs的影响 26-27 第3章 皂荚DOM对菲和芘在两种土壤中解吸行为的影响 27-33 3.1 引言 27 3.2 材料与方法 27-29 3.2.1 试验材料 27-28 3.2.2 皂荚DOM的提取 28 3.2.3 PAHs溶液的配制 28 3.2.4 菲和芘在两种土壤中的吸附动力学试验 28 3.2.5 不同浓度皂荚DOM对两种土壤中菲和芘解吸的影响 28-29 3.2.6 水相中PAHs的提取与分析 29 3.3 结果与讨论 29-31 3.3.1 菲和芘在两种土壤中的吸附动力学特征 29 3.3.2 不同浓度皂荚DOM对红壤中菲和芘解吸行为的影响 29-30 3.3.3 不同浓度皂荚DOM对黑土中菲和芘解吸行为的影响 30-31 3.3.4 讨论 31 3.4 结论 31-33 第4章 皂荚DOM对PAHs污染土壤中菲和芘的去除以及对复合污染土壤中菲、芘和铜的同时去除 33-41 4.1 引言 33 4.2 材料与方法 33-35 4.2.1 试验材料 33-34 4.2.2 皂荚DOM的提取 34 4.2.3 污染土壤的制备 34 4.2.4 皂荚DOM对污染土壤中PAHs去除的动力学试验 34 4.2.5 不同浓度皂荚DOM对污染土壤中PAHs的去除 34 4.2.6 不同浓度皂荚DOM对污染土壤中铜的去除 34-35 4.2.7 不同浓度皂荚DOM对污染土壤中PAHs和铜的同时去除 35 4.2.8 分析方法 35 4.3 结果与讨论 35-39 4.3.1 皂荚DOM对PAHs去除的动态变化 35-36 4.3.2 皂荚DOM对污染土壤中菲和芘的去除 36-37 4.3.3 皂荚DOM对污染土壤中铜的去除 37-38 4.3.4 皂荚DOM对复合污染土壤中PAHs和重金属铜的同时去除 38 4.3.5 皂荚DOM同时去除污染土壤中菲、芘和铜时三者之间的相互关系 38-39 4.4 结论 39-41 第5章 老化时间对皂荚DOM去除污染土壤中菲和芘的影响 41-49 5.1 引言 41 5.2 材料与方法 41-43 5.2.1 试验材料 41-42 5.2.2 皂荚DOM的提取 42 5.2.3 污染土壤的制备 42 5.2.4 老化试验 42 5.2.5 老化时间对不同浓度皂荚DOM去除污染土壤中菲和芘的影响 42 5.2.6 分析方法 42-43 5.3 结果与讨论 43-47 5.3.1 老化时间对土壤中多环芳烃相对可提取率的影响 43-44 5.3.2 老化时间对皂荚DOM去除污染土壤中菲的影响 44 5.3.3 老化时间对皂荚DOM去除污染土壤中芘的影响 44-45 5.3.4 不同老化时间对皂荚DOM、Tween 80和二氯甲烷提取污染土壤中菲和芘的影响 45-47 5.4 结论 47-49 第6章 皂荚DOM对污染土壤中菲和芘的解吸及其在土柱中的迁移研究 49-57 6.1 材料与方法 49-51 6.1.1 试验材料 49-50 6.1.2 皂荚DOM的提取 50 6.1.3 污染土壤的制备 50 6.1.4 装柱 50-51 6.1.5 淋溶实验 51 6.1.6 分析方法 51 6.2 结果与讨论 51-55 6.2.1 不同浓度皂荚DOM淋溶条件下PAHs的解吸率和平均回收率 51-53 6.2.2 土层中PAHs的浓度 53-54 6.2.3 土柱各土层中PAHs的含量占PAHs解吸量的百分比 54-55 6.3 结论 55-57 第7章 研究结论 57-59 参考文献 59-69 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果 69-71 致谢 71-73 个人简历 73-75
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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 土壤污染及其防治
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