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有机污染物在土壤和沉积物中的吸附-解吸及其老化作用是影响其迁移转化、赋存形态等的重要环境行为,由此针对环境行为调控而开展有机污染土壤的高效修复将具有重要意义。当前,化学淋洗修复,尤其是表面活性剂增敏修复是有机污染土壤修复中一项具有巨大应用潜力的技术。 本文在评述有机污染物的吸附与老化机理机制、表面活性剂的吸附行为以及其在淋洗修复中应用现状的基础上,研究了阴/非混合表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)/吐温80(Tween80)洗脱污染土壤中对硝基氯苯的效应及机制;发展了表面活性剂与有机溶剂混合溶液对土壤中对硝基氯苯的实验室瓶装实验和柱实验洗脱技术;进一步深入探讨了Tween80和β-环糊精(BCD)对除草剂苯噻草胺在土壤-水体系中的分配影响;考虑到有机污染物在土壤中的老化行为经常会降低其表面活性剂或有机溶剂的可浸提性,探索了菲和对硝基氯苯在黑土及其不同粒组中的吸附作用以及由于冷冻-消融而造成的老化效应,并以正丁醇(NBA)涡旋温和提取法评估了其老化作用与可提取性,得到如下一些主要的研究结果: (1) SDBS/Tween80混合表面活性剂溶液比单纯的Tween80更有利于对硝基氯苯在水溶液中表观溶解度(Sw)的提高,以及Tween80在土壤上的吸附量的降低和对硝基氯苯从土壤上的解吸增强。Tween80浓度增加和SDBS/Tween80混合液的质量比增加均能提高对硝基氯苯的解吸。SDBS与Tween80的质量比与洗脱效率呈现一定范围内的非单调正相关,当SDBS/Tween80质量比为1∶1时洗脱效果最好,再增加到2∶1时洗脱率反而下降。 (2)NBA的加入在一定范围内对于Tween80增溶及解吸对硝基氯苯有一定促进作用。当混合液中Tween80的初始投加量小于2000 mg/L时能够阻抑对硝基氯苯从土壤上的洗脱,而仅在其投加量大于5000 mg/L时能够显著提高对硝基氯苯的洗脱。柱淋洗实验发现,对硝基氯苯洗脱的最佳NBA/Tween80混合比为4∶1~8∶1;且在此范围内进行淋洗,不仅能够有效地提高污染物的洗脱率,同时能够节省柱洗脱实验的时间。 (3)苯噻草胺在土壤上的吸附等温线较好地符合Freundlich吸附方程,吸附分配系数Kf值与土壤有机质含量和阳离子交换量均呈显著正相关。苯噻草胺从土壤上的解吸是一个不可逆的吸热过程;Tween80和BCD的加入均能够大大提高苯噻草胺的液相表观溶解度;Tween80和BCD在土壤上的吸附受不同机理控制;使用碳标化后的Tween80和BCD分配模型进行评估后表明,两种增溶剂的存在均可以促进苯噻草胺从土壤固相向水相的转移;作为碳标化的有机质,吸附的BCD与Tween80相比与苯噻草胺的亲合力较弱,使得它更有利于苯噻草胺从土壤上解吸。但实际解吸实验中,Tween80却显示出了对苯噻草胺的更强解吸性能。 (4)菲和对硝基氯苯在黑土及其不同粒组中的吸附存在较大差异,粘粒组和粉粒组土样对菲的吸附能力较强,而对硝基氯苯在粘粒组和砂粒组中的吸附较强;有机质的不同类型及其与无机矿物的作用方式等可能是影响菲吸附的主导因素;而有机质含量是控制原土及粘粒组、粉粒组土样对对硝基氯苯吸附的主要因素。冷冻-消融及其不同周期老化处理可显著降低菲和对硝基氯苯在黑土及其不同粒组中的可浸提率;单次和多次冷冻-消融循环老化处理分别对菲和对硝基氯苯的正丁醇浸取率有较大影响;两种有机物在砂粒组土样中均表现出了最小的正丁醇浸提率,但在粉粒组土样与粘粒组土样中菲和对硝基氯苯分别有最大的正丁醇浸取率。