挥发性氯代烃在湿润土壤中的平衡吸附研究

吸附是挥发性氯代烃(volatile chlorinated hydrocarbons,VCHs)赋存于土壤的主要机制之一.开展动态吸附实验,研究了4种常见VCHs污染物在我国8种典型土壤中的吸附平衡关系.结果表明,土壤在干燥条件下对VCHs气体的吸附能力要远大于湿润条件,且随含水率的升高吸附能力急剧下降,在含水率达到10%以后土壤吸附量趋于稳定.湿润土壤对三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)、1,1,1-三氯乙烷(MC)气体的吸附等温线符合Henry型吸附等温式,而1,1,2-三氯乙烷(1,1,2-TCA)符合Freundlich模型.VCHs在湿润土壤中的吸附量总体上与土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)含量呈正相关,且受SOC类型和化合物极性影响较大.弱极性的TCE、PCE在土壤中的吸附能力与SOC含量呈严格正相关,而极性的MC、1,1,2-TCA在黑土等高碳土壤中不仅与SOC含量有关,还受到SOC物质组成的影响.建立了TCE和PCE在湿润土壤中的平衡吸附量预测模型,预测值与实测值相关性良好(n=80,R2=0.98).

挥发性氯代烃在干燥土壤中的平衡吸附研究

吸附是挥发性氯代烃(volatile chlorinated hydrocarbons,VCHs)污染土壤的主要机制之一.采集长三角地区3类典型水稻土,用静态平衡吸附实验进行干燥土壤对6种VCHs的平衡吸附研究.结果表明,干燥土壤的平衡吸附等温线难以用Langmuir方程和BET方程描述,但用Dubinin-Astakhov方程拟合良好(R2>0.95).Dubinin-Astakhov方程参数受土壤和VCHs特性的影响.亲和系数β与VCHs分子体积之间没有发现明显的相关性,但β随VCHs分子极性的增大有变大的趋势;参照化合物(四氯乙烯)的吸附能E0与土壤小于平均孔径的孔体积(V<平均孔径)成正相关,但与土壤的平均孔径关系不大;干燥土壤对VCHs的最大吸附体积W0与孔径<10 nm的孔体积(V<10 nm)呈线性关系,但与土壤比表面积相关性较差.干燥土壤的平衡吸附量可以用与V<平均孔径、V<10 nm和β相关的Dubinin-Astakhov方程进行预测.预测值与实测值拟合良好,判定系数R2=0.98.