揮發(fā)性氯代烴在我國典型土壤中的吸附-解吸特性研究.pdf

1、近年來,中國土壤污染事故頻發(fā),引起了社會和政府部門的廣泛關(guān)注。吸附是揮發(fā)性氯代烴(Volatile chlorinated hydrocarbons,VCHs)污染土壤的主要機(jī)制之一。土壤對VCHs的吸附行為不僅直接影響土壤中VCHs的濃度及其分布,而且影響VCHs在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化,并對污染現(xiàn)場的修復(fù)能力產(chǎn)生重大影響。因此,了解VCHs在土壤中的吸附特性對于污染場地調(diào)查與修復(fù)有著重要的實(shí)際意義。在對VCHs在土壤中的吸附.解吸行為進(jìn)行

2、調(diào)研的基礎(chǔ)上,本研究定量解析了我國典型土壤與常見VCHs氣體的吸附平衡關(guān)系,建立了根據(jù)土壤氣體濃度預(yù)測土壤中污染物含有量的方法,同時用連續(xù)通氣實(shí)驗(yàn)研究了四氯乙烯(tetrachloroethylene,PCE)從長期污染土壤中的解吸特性,為推進(jìn)我國調(diào)查和控制城市地區(qū)的土壤污染提供理論基礎(chǔ)。本研究分為三個部分：
　　 ⑴采用靜態(tài)吸附平衡實(shí)驗(yàn)測試3類干燥水稻土對6種VCHs氣體的吸附平衡。結(jié)果顯示干燥土壤的平衡吸附等溫線用Dubin

3、in-Astakhov方程擬合良好(R2＞0.95),且方程參數(shù)與土壤和VCHs特性的有關(guān)。Dubinin-Astakhov等式各參數(shù)不受土壤有機(jī)碳含量的影響；β與VCHs化合物的分子體積之間沒有發(fā)現(xiàn)相關(guān)性,但隨VCHs分子極性的增大有變大的趨勢；E0與土壤的V＜平均孔徑呈線性相關(guān):W0與V＜10nm相關(guān)良好,但與土壤比表面積關(guān)系不大。用Dubinin-Astakhov方程進(jìn)行干燥土壤的平衡吸附量預(yù)測,預(yù)測值與實(shí)測值擬合良好(R2=0.

4、98)。
　　 ⑵用動態(tài)吸附平衡實(shí)驗(yàn)測試8類濕潤土壤對4種VCHs氣體的吸附平衡。發(fā)現(xiàn)濕潤土壤對三氯乙烯、四氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷的吸附等溫線符合Henry型吸附等溫式,而1,1,2-三氯乙烷則呈非線性吸附。不同土壤的固-液吸附平衡系數(shù)(Ksw)與土壤有機(jī)碳含量(α)呈良好的線性關(guān)系。對濕潤土壤的平衡吸附量進(jìn)行預(yù)測,預(yù)測值與實(shí)測值相關(guān)良好(R2=0.98)。對于含水率介于干燥與濕潤之間的半濕潤土壤的吸附不能忽略直接暴露于氣

5、相中的水合土壤表面的吸附,這部分與干燥土壤有類似的吸附機(jī)制,可以通過壓汞法和BET N2吸附法得到暴露于氣相中的土壤表面比例丫和土壤的相對飽和度RS。這樣,半濕潤土壤的吸附量可以用干燥和濕潤土壤的預(yù)測式進(jìn)行估算。
　　 ⑶用連續(xù)通氣實(shí)驗(yàn)解析PCE從長期污染土壤中的解吸特性。脫離氣體中PCE濃度隨通氣時間而降低,特別是在通氣初期一段時間里濃度急劇下降。通氣過程中的PCE去除率與污染土壤的粒徑分布和有機(jī)碳含量有關(guān)。通氣結(jié)束后,有一部