黃壤和紫色土對優(yōu)先控制鄰苯二甲酸酯吸附特性的研究.pdf

1、環(huán)境激素是一類化學物質(zhì)存在于環(huán)境中，它會改變動物以及人類的內(nèi)分泌系統(tǒng)，引發(fā)生殖、發(fā)育和行為的異常。鄰苯二甲酸酯(PAEs)是一類重要的環(huán)境激素，是增塑劑的重要組成部分，隨著塑料產(chǎn)品的大量使用，鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)不斷進入環(huán)境，現(xiàn)已成為全球最普遍的有機污染物之一。本文以重慶市典型土壤黃壤和紫色土對三種鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)和鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)的吸附解吸特征、動力學特征、熱力學特征及其

2、影響因素為主要研究內(nèi)容。研究結果如下:
　　(1)黃壤、紫色土對DMP、DEP和DBP的吸附動力學過程可以分為初始階段的快吸附過程和隨后的慢吸附過程，當反應時間在4h以內(nèi)，PAEs分子很快吸附到土壤顆粒表面;隨著吸附反應的繼續(xù)進行，吸附速度開始減緩，吸附反應在24h左右漸趨平衡。整個吸附過程可分為最初的表面快速吸附與有機污染物PAEs分子向土壤顆粒內(nèi)部慢速擴散（受土壤有機質(zhì)控制）的兩個階段。假二級動力學方程可以很好地描述黃壤、紫色

3、土對DMP、DEP和DBP三種PAEs的吸附動力學特征，表明黃壤和紫色土與PAEs之間的吸附存在化學機制。顆粒內(nèi)擴散模型表明黃壤和紫色土對DMP、DEP和DBP三種PAEs的吸附過程符合內(nèi)擴散模型，但土壤對PAEs的吸附內(nèi)擴散并不是唯一的速率控制步驟。黃壤與紫色土對3種PAEs的顆粒內(nèi)擴散速率常數(shù)kp和截距C大小順序為DBP＞DEP＞DMP;而黃壤對3種PAEs的吸附速率高于紫色土。兩種不同土壤對不同PAEs吸附速率是土壤結構（比表面積

4、）、土壤有機質(zhì)含量、有機污染物PAEs的分子極性及其空間位阻等因素的綜合效應。
　　(2)黃壤、紫色土對DMP、DEP和DBP的等溫吸附量隨著平衡濃度的增加而增加，在土壤中的平衡吸附量大小順序為:DBP＞DEP＞DMP，Langmuir方程最符合其吸附行為，黃壤對DMP、DEP和DBP的最大吸附量分別為0.2034、0.3590、0.5282 mg/g;紫色土對DMP、DEP和DBP的最大吸附量分別為0.1930、0.2258和0

5、.3813 mg/g。DMP、DEP和DBP在黃壤和紫色土中的解吸量隨著吸附量的增加而增大，黃壤和紫色土對三種PAEs存在一定的不可逆吸附量，其中黃壤對DBP、DEP和DMP的最大保有量分別為0.177mg/g、0.115 mg/g和0.051 mg/g，分別占最大吸附量比例為25.1％、32.0％和33.5％;紫色土對DBP、DEP和DMP的最大保有量分別為0.157 mg/g、0.053 mg/g和0.045 mg/g，占最大吸附量

6、分別為23.32％、23.48％和46.42％。
　　(3)競爭吸附試驗表明，無論是黃壤還是紫色土對多種PAEs的吸附量都明顯小于單一PAES吸附量，三種PAEs的吸附量大小:DBP＞DEP＞DMP;在三種PAEs競爭吸附時，競爭力大小順序為:DBP＞DEP＞DMP。
　　(4)通過熱力學試驗可以看出溫度對土壤對三種PAEs的吸附有明顯影響，隨著溫度的升高，無論是黃壤還是紫色土，對PAEs的吸附量逐漸減少。然而三種PAEs受

7、溫度影響并不完全相同，其中受影響比較大的是DBP，其次是DEP，受溫度影響最小的是DMP。吸附過程的熱力學參數(shù)△G、△H和△S表明黃壤、紫色土對三種鄰苯二甲酸酯的吸附反應是自發(fā)、放熱的過程，由表面物理吸附和化學吸附共同控制。
　　(5)反應體系pH對黃壤、紫色土吸附DBP、DEP和DMP的影響較大，其中黃壤吸附DEP和DMP，紫色土吸附DBP、DEP和DMP均隨著pH值的增加吸附量減少。然而黃壤對DBP的吸附量在pH為7.0時最低