黃壤和紫色土對(duì)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(xué)物質(zhì)存在于環(huán)境中，它會(huì)改變動(dòng)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(jìn)入環(huán)境，現(xiàn)已成為全球最普遍的有機(jī)污染物之一。本文以重慶市典型土壤黃壤和紫色土對(duì)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(dòng)力學(xué)特征、熱力學(xué)特征及其

2、影響因素為主要研究?jī)?nèi)容。研究結(jié)果如下:
　　(1)黃壤、紫色土對(duì)DMP、DEP和DBP的吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程可以分為初始階段的快吸附過(guò)程和隨后的慢吸附過(guò)程，當(dāng)反應(yīng)時(shí)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(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，吸附速度開(kāi)始減緩，吸附反應(yīng)在24h左右漸趨平衡。整個(gè)吸附過(guò)程可分為最初的表面快速吸附與有機(jī)污染物PAEs分子向土壤顆粒內(nèi)部慢速擴(kuò)散（受土壤有機(jī)質(zhì)控制）的兩個(gè)階段。假二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程可以很好地描述黃壤、紫色

3、土對(duì)DMP、DEP和DBP三種PAEs的吸附動(dòng)力學(xué)特征，表明黃壤和紫色土與PAEs之間的吸附存在化學(xué)機(jī)制。顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型表明黃壤和紫色土對(duì)DMP、DEP和DBP三種PAEs的吸附過(guò)程符合內(nèi)擴(kuò)散模型，但土壤對(duì)PAEs的吸附內(nèi)擴(kuò)散并不是唯一的速率控制步驟。黃壤與紫色土對(duì)3種PAEs的顆粒內(nèi)擴(kuò)散速率常數(shù)kp和截距C大小順序?yàn)镈BP＞DEP＞DMP;而黃壤對(duì)3種PAEs的吸附速率高于紫色土。兩種不同土壤對(duì)不同PAEs吸附速率是土壤結(jié)構(gòu)（比表面積

4、）、土壤有機(jī)質(zhì)含量、有機(jī)污染物PAEs的分子極性及其空間位阻等因素的綜合效應(yīng)。
　　(2)黃壤、紫色土對(duì)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?yàn)?DBP＞DEP＞DMP，Langmuir方程最符合其吸附行為，黃壤對(duì)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(duì)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(duì)三種PAEs存在一定的不可逆吸附量，其中黃壤對(duì)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(duì)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(jìng)爭(zhēng)吸附試驗(yàn)表明，無(wú)論是黃壤還是紫色土對(duì)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(jìng)爭(zhēng)吸附時(shí)，競(jìng)爭(zhēng)力大小順序?yàn)?DBP＞DEP＞DMP。
　　(4)通過(guò)熱力學(xué)試驗(yàn)可以看出溫度對(duì)土壤對(duì)三種PAEs的吸附有明顯影響，隨著溫度的升高，無(wú)論是黃壤還是紫色土，對(duì)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(guò)程的熱力學(xué)參數(shù)△G、△H和△S表明黃壤、紫色土對(duì)三種鄰苯二甲酸酯的吸附反應(yīng)是自發(fā)、放熱的過(guò)程，由表面物理吸附和化學(xué)吸附共同控制。
　　(5)反應(yīng)體系pH對(duì)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(duì)DBP的吸附量在pH為7.0時(shí)最低