Fenton氧化对土壤有机质及其吸附性能的影响

利用3种土壤在室内研究了Fenton氧化对土壤有机质含量和组成的影响,以及由此引起的土壤对有机污染物(芘)吸附性能的变化。结果表明,Fenton氧化处理后,土壤有机质含量和组成均发生了改变,总有机质含量下降,其中腐植酸含量降低最多,胡敏素的含量基本保持不变,而富里酸含量有升高的趋势。芘在氧化后的3种土壤中的分配系数(Kd)都有降低;将Kd与土壤有机质各成分进行相关分析研究发现,有机质中胡敏素和腐植酸一起决定有机污染物的吸附行为,其中胡敏素为关键因素。因为土壤有机质各成分的分布不同,所以有机碳含量标化分配系数(Koc)相差很大,特别是在腐植酸含量相对较高的土壤中,由于腐植酸大部分降解为吸附能力小的富里酸,Koc有明显降低,而在腐植酸含量相对较低的土壤中Koc变化不明显。

场地有机污染物吸附行为多参数线性自由能模型研究

准确评估污染物在污染场地土壤中的吸附分配过程是污染场地安全管理和再利用开发的重要环节.以我国典型电子垃圾拆解场地为研究对象,解析了场地土壤中有机质的吸附特征,建立了适用于场地有机污染物分配评估的有机碳标化分配系数(K_(OC))预测模型,揭示了有机污染物在场地土壤中有机质上的吸附机制.该场地土壤有机质对有机污染物具有较强的吸附能力.构建了预测场地土壤中有机质吸附有机污染物的K_(OC)的多参数线性自由能模型(pp-LFER).ppLFER模型相较于常用的单参数线性自由能模型(sp-LFER)展现出更好的场地吸附数据的预测能力(R^(2)=0.919).同时,采用其他文献报道的pp-LFER模型对该场地污染物K_(OC)进行预测,发现预测偏差较高(RMSE>1.12),这表明pp-LFER模型的预测效果受场地土壤中有机质的性质影响较大,其跨区域应用性仍待提升.进一步结合pp-LFER模型中的分子结构描述符和各项系数解析了土壤中有机质的吸附机制,发现疏水作用和极化作用是吸附过程的重要作用力,氢键作用显著影响极性化合物的吸附过程.本研究基于实际污染场地土壤构建了高精度吸附预测模型,为场地污染风险评估和修复利用提供了更准确的技术手段.

珠三角某河流多环芳烃的初步研究

用固相萃取和气相色谱-质谱法对珠三角某条河流进行了多环芳烃的测定。结果表明水相中多环芳烃的浓度范围介于30.96～357.90 ng/L之间,平均为150.14ng/L。以2环(Nap)和3环(Ace,Acy,Flu,Phe,Ant)为主。说明低分子量的多环芳烃在水相中居于优势地位。颗粒相中多环芳烃的浓度范围介于292.54 ng/g和873.65 ng/g之间,平均为574.32 ng/g。以3环和4环(Fluo,Pyr,BaA,and Chry)为主,高分子量五、六环的多环芳烃比例远远高于水相中的比例。lgKoc与lgKow在本研究区具有良好的相关性(R2=0.554)。

沉积物不同天然有机组分对氨氮吸附特征的影响

为估算沉积物不同天然有机组分吸附态氨氮携载量,采用平衡吸附法研究西辽河沉积物不同天然有机组分对氨氮吸附特征的影响。结果表明,去除有机质后的沉积物对氨氮的吸附能力大大降低,其碳标化饱和吸附量(Гmoc)和吸附分配系数(Koc)分别为重组的55.30%和69.49%,说明有机质是影响氨氮在沉积物上吸附特征的主要因素。氨氮在轻组有机组分上的吸附以分配作用为主(Koc=85.57);稳结态和紧结态腐殖质是形成沉积物疏松多孔团聚体结构的重要胶结物质,氨氮在重组有机组分上的吸附除分配作用外,还存在孔隙填充方式的吸附;重组有机组分中的紧结态腐殖质(胡敏素)对氨氮吸附起关键作用(Гmoc=5 857.78 mg·kg-1)。轻组有机质、稳结态腐殖质和紧结态腐殖质携载的吸附态氨氮可分别按重组(Гmoc=3 477.81 mg·kg-1)的0.32、1.21和1.68倍估算。

利用KO^＊C值判别杭州市地面水中多环芳烃污染来源

测定了 2 0 0 2年 12月杭州市钱塘江和运河杭州段地面水、底泥和土壤中 10种多环芳烃的含量 ,计算了底泥和土壤中PAHs富集倍数K和有机碳标化表观分配系数K OC.结果表明 ,地面水中PAHs总浓度范围为 1 10 4～ 9 6 6 3μg·L-1,底泥中为132 7～ 7343μg·kg-1(干重 ) ,土壤为 5 9 71～ 2 19 5 μg·kg-1(干重 ) ,污染较为严重 .钱塘江底泥PAHs的K值随水流而降低 ,而运河杭州段则增大 .钱塘江底泥和土壤的K OC比值接近 1,PAHs主要来自土壤淋溶输入 ,污染历史不长 .运河在城区 (如拱宸桥和卖鱼桥 )的K OC比值远大于 1,地面径流输入少 ,而工业排放输入多 ,且污染历史较长 .

西辽河沉积物有机组分对磷的吸附影响

采用平衡吸附法研究了西辽河沉积物不同有机组分对磷的吸附影响.结果表明,西辽河沉积物对磷的饱和吸附量Гm值为953.64mg/kg.吸附分配系数K值为40.50;去除有机质后的沉积物对磷的吸附能力大大降低,碳标化饱和吸附量Гmoc值和吸附分配系数Koc值分别只能达到原样的12.07%和27.49%,说明有机质是影响磷在沉积物上吸附的主要因素;沉积物有机组分中的轻组有机质是一类橡胶态胶体,磷在橡胶态胶体上的吸附以分配作用为主,其碳标化吸附分配系数为77.13;沉积物有机组分中的重组有机质对磷的吸附起主导作用,其碳标化饱和吸附量为1225.63mg/kg;重组有机质是一类玻璃态胶体,磷在玻璃态胶体上的吸附除分配作用外,还存在孔隙填充方式的吸附;重组有机组分中的紧结态腐殖质(胡敏素)对磷的吸附起关键作用,其碳标化饱和吸附量为3546.69mg/kg.影响机制主要为稳、紧结态腐殖质是形成沉积物疏松多孔团聚体结构的重要胶结物质.

风沙土不同有机组分对氨氮的吸附特征影响

采用平衡吸附法研究了风沙土不同有机组分对氨氮的吸附特征影响。结果表明,去除腐殖质后的风沙土对氨氮的吸附能力大大降低,其碳标化饱和吸附量Гmoc和吸附分配系数Koc分别只能达到原样的68.58%和28.24%,说明腐殖质是影响氨氮在风沙土上吸附特征的主要因素;轻组有机质是一类橡胶态胶体,氨氮在橡胶态胶体上的吸附以分配作用为主,其碳标化吸附分配系数为81.58;重组有机质对氨氮的吸附起主导作用,其碳标化饱和吸附量为3350.55mg.kg-1;重组有机质是一类玻璃态胶体,氨氮在玻璃态胶体上的吸附除分配作用外,还存在孔隙填充方式的吸附;重组有机组分中的紧结态腐殖质(胡敏素)对氨氮的吸附起关键作用,其碳标化饱和吸附量可达6626.30mg.kg-1,影响机制主要为稳、紧结态腐殖质是形成土壤疏松多孔团聚体结构的重要胶结物质。在其所形成的有机-无机复合体中存在着孔隙填充方式的氨氮吸附。考查土壤对氨氮的吸附能力不但要考虑有机质的含量,更要考虑有机质的存在形态,它也是影响土壤对氨氮吸附特征的重要因素。以重组为基准,轻组有机质、稳结态腐殖质和紧结态腐殖质携载吸附态氨氮可分别按重组的0.59、1.05倍和2.50倍估算。

沉积物不同有机矿质复合体对磷的吸附特征影响

采用平衡吸附法研究了西辽河沉积物不同有机矿质复合体对磷的吸附特征影响.结果表明,去除腐殖质后的沉积物对磷的吸附能力大大降低,其饱和吸附量(Гm)和吸附分配系数(k)分别只能达到原样的35.62%和9.93%,有机矿质复合体是影响磷在沉积物上吸附特征的主要因素;沉积物中的钙键有机矿质复合体对磷具有孔隙填充方式的吸附,其碳标化饱和吸附量为1157.05mg/kg,相当于原样的1.27倍;沉积物中的铁铝键有机矿质复合体在对磷吸附中发挥重要作用,其碳标化饱和吸附量可达1736.82mg/kg,相当于原样的1.88倍.其吸附机制除孔隙填充方式外,还存在配位吸附;考查沉积物对磷的吸附能力不但要考虑腐殖质的含量,更要考虑腐殖质的复合形态,它也是影响沉积物对磷吸附特征的重要因素.以原样为基准,钙键有机矿质复合体、铁铝键有机矿质复合体携载的吸附态磷可分别按1.27和1.88倍进行估算.

风沙土不同有机组分对磷的吸附特征影响

采用平衡吸附法研究了风沙土不同有机组分对磷的吸附特征影响,可为有机组分吸附态磷携载量估算提供依据。结果表明:去除有机质后的风沙土对磷的吸附能力大大降低,其碳标化饱和吸附量(Гmo)c和吸附分配系数(ko)c分别只能达到重组的27.76%和8.45%,说明有机质是影响磷在风沙土上吸附特征的重要因素;磷在轻组有机组分上的吸附以分配作用为主(koc=51.02);风沙土有机组分中的重组有机质对磷的吸附起主导作用(Гmoc=388.35mg.kg-1),重组有机组分中的紧结态腐殖质(胡敏素)对磷的吸附起关键作用(Гmoc=1007.96mg.kg-1),影响机制主要为稳、紧结态腐殖质是形成土壤疏松多孔团聚体结构的重要胶结物质。在其所形成的有机矿质复合体中除分配作用吸附外,还存在着孔隙填充方式的磷吸附;考查土壤对磷的吸附能力不但要考虑有机质的含量,更要考虑有机质的存在形态,它也是影响土壤对磷吸附特征的重要因素。以重组为基准,轻组有机组分以及重组有机组分中稳结态腐殖质和紧结态腐殖质携载的吸附态磷分别可按0.69倍以及1.37、2.75倍估算。

基于紫外⁃可见光谱和机器学习方法的溶解性有机质吸附预测模型研究

有机化合物在溶解性有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)上的吸附行为显著影响其环境归趋和生物有效性.以标化的DOM紫外⁃可见光谱和有机化合物的正辛醇⁃水分配系数为特征,运用随机森林算法,建立有机碳标化分配系数(KOC)的预测模型.结果显示,随机森林模型在全部来源DOM上的预测精度显著高于目前普遍使用的线性自由能模型,但略低于两相体系模型.随机森林模型对土壤和泥炭来源的DOM吸附预测精度显著优于其他模型,说明随机森林模型具有很好的适用性.根据随机森林模型输出的特征重要性,发现模型学习到了表征DOM分子量大小、腐殖化程度以及苯环上取代基类型的光谱特征.通过特征选择,发现模型使用少数重要性较高的特征可以达到使用全谱的效果,即使在只选取两个波长时,预测精度依然显著优于线性自由能模型.由于DOM的紫外⁃可见光谱可原位实时分析,基于紫外⁃可见光谱和机器学习方法的预测模型未来可进行原位及高通量KOC时空规律解析,从而实现更准确更精细的风险评估与管理.

沙土不同有机矿质复合体对磷的吸附特征影响

采用平衡吸附法研究了沙土不同有机矿质复合体对磷的吸附特征影响.结果表明,去除腐殖质后的沙土对磷的吸附能力大大降低,其饱和吸附量Qm和吸附分配系数K分别只能达到原样的38.41%和7.42%,说明有机矿质复合体是影响磷在沙土上吸附特征的主要因素;钙键有机矿质复合体的碳标化饱和吸附量为388.35mg·kg-1,相当于原样的1.51倍,在其所形成的有机矿质复合体中存在着孔隙填充方式的磷吸附;铁铝键有机矿质复合体在对磷吸附中发挥着重要作用,其碳标化饱和吸附量可达500.23mg·kg-1,相当于原样的1.93倍,其吸附机制除孔隙填充方式外,还存在铁铝氧化物及水化氧化物对磷的配位吸附.因此,考查土壤对磷的吸附能力时不仅要考虑腐殖质的含量,更要考虑腐殖质的复合形态,它也是影响土壤对磷吸附特征的重要因素.以原样的磷饱和吸附量为基准,钙键有机矿质复合体和铁铝键有机矿质复合体携载的吸附态磷可分别按原样的1.51和1.93倍进行估算.