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近年来随着工业的发展,地下水有机污染日趋严重,苯系物对地表水体的污染已引起国内外的广泛关注。论文就土壤对苯系物的吸附行为进行了系统的研究,选用苯、甲苯、乙苯、二甲苯四种主要的组分作为苯系物的代表,选取黄河花园口地区的三种类型土壤——粉土、细砂和粗砂,通过静态吸附实验、吸附动力学实验研究了不同土壤样品对苯系物四种组分的吸附特性。
本文首先介绍了苯系物的来源及危害,详细说明了土壤的吸附机理、吸附等温线模型以及吸附动力学模型,为本文做了理论基础。通过介绍苯系物的性质及土壤样品理化性质的测定为本文做了实验基础,并确定了实验方法以及实验精度的保证,最后对实验数据结果通过Origin进行分析和拟合,结果表明:
⑴ 通过吸附动力学曲线的测定,确定吸附平衡时间为48h。通过对比几种动力学模型的拟合,发现用伪二级动力学拟合苯系物四种组分在三种土壤样品中的衰减最好,粉土和细砂拟合的相关系数达到0.98以上,粗砂的达到0.94以上。Elovich方程次之,颗粒内扩散模型最差。
⑵ 用线性分配模型和Freundich模型拟合苯系物四种组分在粉土和细砂中的吸附等温线拟合度较好,其中拟合的相关系数在0.92以上。而在粗砂中的吸附等温线符合Langmuir等温吸附方程,拟合的相关系数在0.87以上。
⑶ 由吸附等温线可以看出,从黄河花园口采集的三种土壤样品对苯系物都具有较大的吸附容量,三种土壤中粉土和细砂具有较大的吸附容量,吸附平衡时每个组分的吸附容量都在150mg/kg以上,而粗砂吸附容量相对较小,每个组分平均吸附量只有40mg/kg。从三种土样的理化性质来看,粉土的颗粒最细,小于0.075mm的粘粒含量高达67.55%,细砂次之,而粗砂颗粒最粗,因此可以说土壤粒径对不同土壤的吸附容量具有较大的影响。而本次实验所用三种土壤介质中均未检出粘土矿物,因此在无法确定粘土矿物对苯系物吸附的影响。
⑷ 苯系物四种组分在粉土中的分配系数Kd的数值大小顺序依次是苯、甲苯、乙苯、二甲苯,在细砂中的分配系数Kd的数值大小顺序依次是苯、甲苯、二甲苯、乙苯。从Kd值可以看出这两种土壤对苯的吸附能力最强,甲苯次之,乙苯和二甲苯相对较小。
⑸ 通过吸附影响因素实验分析发现有机质含量是影响吸附的最主要因素,吸附容量随着有机质含量的增加而增加;pH值和盐度对吸附量影响并不明显;温度和吸附量呈现正相关。