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不同性质土壤中PAHs老化行为及不同提取剂提取效率的研究

作　者: 林舒
导　师: 董岁明；张淑贞
学　校: 长安大学
专　业: 环境工程
关键词: 老化吸附土壤有机质硬碳多环芳烃
分类号: X53
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

持久性有机污染物（POPs）作为新型污染物,由于其在土壤中残留时间长,亲脂性高,会对农作物质量和人类生命健康构成较大的安全隐患,已经引起了人们的广泛关注。而持久性有机污染物在土壤中的“老化”行为强烈影响其在环境中的迁移、转化、最终归宿及生物可利用性。本论文以三种多环芳烃（PAHs）菲、芘和苯并芘作为模型化合物,研究其在七种不同性质土壤中的吸附,吸附随时间的变化趋势,以及与土壤性质之间的关系。同时对比了几种不同的提取方法对土壤中多环芳烃的提取效率。本研究已取得以下几方面的成果:1)在七种土壤中加入三种多环芳烃,随着老化时间的延长,在经历一个短暂的快速吸附过程后,污染物进入慢吸附过程,缓慢地向致密的有机质和微孔内部迁移。土壤中各有机组分存在非均一性,对PAHs有不同的结合位点,两相一级动力学模型可以很好的描述PAHs在土壤中的迁移。2)使用0.01%CaCl₂溶液、正丁醇溶液和1:1的丙酮/二氯甲烷溶液为提取剂对土壤中的多环芳烃进行振荡提取,并与以1:1正己烷/二氯甲烷为溶剂的索式提取法进行比较。发现正丁醇最适合应用于有机污染物生物有效性评价,而1:1的丙酮/二氯甲烷振荡提取法可以替代索式提取法进行污染物总量的提取。3)土壤中可提取态多环芳烃与可溶解性有机碳（DOC）呈正相关关系,而与粘土成分（clay）成负相关关系。DOC含量的增加可以提高多环芳烃的迁移性,避免被束缚在土壤内部;而粘土成分因为其较大的吸附容量,在一定程度上阻止多环芳烃从土壤中的解吸。4)土壤有机碳中的硬碳成分决定PAHs在土壤中的慢迁移行为,有机污染物的慢迁移部分随着硬碳含量的增加而增加。硬碳对于土壤中有机污染物的吸附和最终归趋有着重大的意义。此外,土壤的粒径和污染物的分子体积对污染物在土壤中的老化也有一定的影响。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-28
  1.1 问题的提出及其意义  11-12
  1.2 土壤中的有机污染物概述  12-16
    1.2.1 有机污染物的来源及其危害  12-13
    1.2.2 有机污染物在土壤中的老化效应  13-14
    1.2.3 老化对有机污染物生物可利用性及毒性的影响  14-16
    1.2.4 老化对有机污染物可浸提性的影响  16
  1.3 有机物的老化机理  16-20
    1.3.1 土壤有机质的组成  17-18
    1.3.2 分配理论(Distribution)  18-19
    1.3.3 有机质扩散理论(Organic Matter Diffusion)  19
    1.3.4 小孔扩散理论(Pore Diffusion)  19-20
  1.4 影响土壤老化的因素  20-24
    1.4.1 土壤有机质的影响  20-21
    1.4.2 土壤孔隙  21
    1.4.3 土壤湿度  21-22
    1.4.4 土壤中矿物的影响  22
    1.4.5 土壤pH值  22
    1.4.6 土壤微生物活动  22-23
    1.4.7 土壤团聚体  23
    1.4.8 温度  23
    1.4.9 污染物的性质  23-24
  1.5 土壤中有机污染物生物有效态的提取  24-25
    1.5.1 一步提取法  24
    1.5.2 多级提取法  24-25
    1.5.3 膜提取法  25
  1.6 存在的问题及本文研究目的  25
  1.7 本文的研究内容  25-26
  1.8 本文的技术路线  26-28
第二章多环芳烃在土壤中分布的时间效应  28-43
  2.1 前言  28-29
  2.2 实验材料与方法  29-35
    2.2.1 实验条件  29-30
    2.2.2 土壤样品的制备及其性质的测定  30-31
    2.2.3 污染物的添加及老化  31
    2.2.4 土壤中多环芳烃的提取  31-32
    2.2.5 多环芳烃的测定  32-33
    2.2.6 有机污染物相迁移动力学模型  33-35
    2.2.7 质量控制  35
  2.3 结果与讨论  35-42
    2.3.1 供试土壤理化性质  35-36
    2.3.2 多环芳烃总量的回收率  36
    2.3.3 PAHs在土壤中的含量随时间的变化  36-37
    2.3.4 动力学模型拟合结果  37-42
  2.4 小结  42-43
第三章不同提取法对土壤中多环芳烃提取效率的对比及土壤性质对老化效应的影响  43-61
  3.1 前言  43-44
  3.2 实验材料与方法  44-47
    3.2.1 土壤样品及其性质的测定  44
    3.2.2 污染物的添加及老化  44
    3.2.3 土壤中多环芳烃的提取  44-46
    3.2.4 土壤中可溶解性有机碳(DOC)的测定  46
    3.2.5 土壤中有机质和软硬碳的测定  46
    3.2.6 质量控制  46
    3.2.7 有机污染物相迁移动力学模型  46-47
  3.3 结果与讨论  47-59
    3.3.1 供试土壤理化性质  47
    3.3.2 多环芳烃总量的回收率  47
    3.3.3 不同多环芳烃可提取态的区别  47-50
    3.3.4 不同提取剂对有机污染物提取效率(30天)的影响  50-55
    3.3.5 可溶解性有机碳(DOC)对多环芳烃老化的影响  55-56
    3.3.6 总有机碳(TOC)对多环芳烃老化的影响  56
    3.3.7 粘土(clay)对多环芳烃老化的影响  56-57
    3.3.8 有机碳中不同组分对多环芳烃老化的影响  57-59
    3.3.9 土壤颗粒对多环芳烃老化的影响  59
  3.4 小结  59-61
第四章结论、创新点与研究展望  61-63
  4.1 结论  61-62
  4.2 创新点  62
  4.3 研究展望  62-63
参考文献  63-77
攻读硕士期间的研究成果  77-78
致谢  78

不同性质土壤中PAHs老化行为及不同提取剂提取效率的研究

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