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多环芳烃(芘)在水稻土及其不同粒组中的吸附和老化效应

李久海  
【摘要】:多环芳烃是环境中较为常见的持久性有机污染物,它们在环境中的行为、归趋及可能造成的危害和环境风险越来越引起人们的关注。土壤吸附是控制其挥发、运移和降解的关键因素,老化则是缓慢吸附的过程,对有机污染物的生物有效性有重要的影响。本文研究了芘在水稻土及其不同粒组中的吸附作用和老化效应,得出如下结果: 1.芘在水稻土及其不同粒组中的吸附等温曲线均可用Freundlich方程q=K_dC_e~N来描述,N值在0.404~0.698之间。在乌栅土中,芘K_d值大小顺序为粘粒组(405)粗砂粒组(218)本体土壤(172)粉砂粒组(148)细砂粒组(137);而在黄泥土中则为本体土壤(781)粗砂粒组(352)粘粒组(282)细砂粒组(221)粉砂粒组(205)。粗砂粒组和粘粒组对芘的吸附能力较大,细砂粒组和粉砂粒组相对较小。 2.将K_d值用土壤有机碳含量归一化后,每种水稻土本体土壤及其粒组logK_(oc)值基本一致,分别为4.03~4.05(乌栅土,粘粒组除外)和4.13~4.17(黄泥土,本体土壤除外),显示有机质含量是控制芘吸附的重要因素。两种水稻土相比,黄泥土logKoc值高于乌栅土的,说明黄泥土对芘的吸附能力高于乌栅土,暗示二种土壤有机质的特性可能存在差异。 3.芘在水稻土本体土壤及其不同粒组中的K_d值与其游离氧化铁含量具有明显的相关性,表明土壤颗粒的表面特性对芘的吸附有一定的影响;在乌栅土及其不同粒组中,芘K_d值与CEC含量显著正相关,而在黄泥土中则未发现二者之间有明显的相关性。 4.在菲、芘共存体系中,菲在乌栅土及其不同粒组中的吸附也较好地符合Freundlich方程,N值更接近于1,说明芘的存在抑制了菲的吸附,并增强了其吸附等温线的线性;芘在乌栅土本体土壤、粗砂粒组、细砂粒组和粉砂粒组中的吸附量有不同程度的增加,说明菲促进了芘在其中的吸附,而芘在粘粒组中的吸附变化不大。 5.芘的可浸提性和生物有效性随着老化时间的延长而逐渐下降,与未老化样品相比,老化可显著降低芘在水稻土及其不同粒组中的可浸提性和生物有效性;饱和含水量和有机污染物浓度过高可减弱老化效应;土壤的粒组性质也可能是影响老化的重要因素;芘的蚯蚓吸收率和浸提性间显著正相关(R~2=0.590),可用二氯甲烷-超声波提取法来预测芘在水稻土及其不同粒组中的生物(蚯蚓)有效性。


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