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土壤及铁铝氧化物对苄嘧磺隆的吸附研究

刘永红  
【摘要】:随着磺酰脲类除草剂的大量广泛施用,其环境行为逐渐引起科学工作者的关注。本文研究了两种可变电荷土壤和三种人工合成的铁铝氧化物对磺酰脲类除草剂——苄嘧磺隆(bensulfuron-methyl, BSM)的吸附,以及pH、Zn~(2+)离子对供试样品吸附苄嘧磺隆的影响,并对供试样品吸附苄嘧磺隆的动力学特征进行了分析。同时,用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X-衍射(XRD)、热解重量分析(TG)等手段对合成的铁铝氧化物及其吸附BSM的情况进行了表征。同时用高效液相色谱(HPLC)分析测定了BSM。实验结果表明: 用Langmuir、Freunlich、Terkim等方程对供试样品吸附BSM的数据进行了拟合,发现供试样品吸附苄嘧磺隆的等温曲线较好地符合Freundlich方程。它们的吸附曲线大致可分为两种:一种是随着苄嘧磺隆浓度的升高吸附量快速增加,另一种是随着苄嘧磺隆浓度的升高其吸附量缓慢增加,最终均有达到吸附平衡的趋势。 供试样品吸附苄嘧磺隆的量均随溶液的pH的升高而逐渐减小,但是,氧化物和土壤随pH的变化趋势不一样,主要是由于这两类供试样品的结构和组成不同而产生的。 加入Zn~(2+)离子后,赤红壤吸附苄嘧磺隆的吸附量较未加Zn~(2+)有小幅度增加;而氧化物吸附苄嘧磺隆的量较未加Zn~(2+)之前有较大幅度的增加,但是氧化物之间有较明显的差异。吸附Zn~(2+)后,铝氧化物吸附苄嘧磺隆的量随Zn~(2+)的浓度的增加而减小;铁氧化物吸附苄嘧磺隆的量随Zn~(2+)的浓度的增加而增加。 用0级动力学方程、一级动力学方程、抛物线扩散方程、Elovich方程、双参数方程等拟合供试样品吸附苄嘧磺隆的动力学数据。结果表明:一级动力学方程可以较好地用来描述供试样品对苄嘧磺隆的吸附动力学特征。 苄嘧磺隆在供试样品上的吸附动力学研究表明:苄嘧磺隆在土壤中的吸附量随温度的升高而小幅升高,而在铝氧化物中的吸附量随温度的升高而减少。 根据一级动力学方程对供试样品吸附苄嘧磺隆的数据进行分析,发现苄嘧磺隆在不同的供试样品中的吸附定速步骤不相同。低温时,红壤吸附苄嘧磺隆的定速步骤是颗粒扩散,而赤红壤和铝氧化物的定速步骤是膜扩散。高温时,红壤吸附苄嘧磺隆的定速步骤是化学反应和颗粒扩散,赤红壤的定速步骤是化学反应和膜扩散,


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