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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%。

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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