论文部分内容阅读
污染物在沉积物/土壤上的吸附作用是其在环境中迁移转化及归宿的一个重要过程。本文介绍了重金属在沉积物(土壤)/水界面的吸附机理、影响吸附的主要因素,总结了表面活性剂在土壤/沉积物上的吸附机理及其对有机物在沉积物/土壤上的吸附影响,评述了二元体系中有机物、表面活性剂对重金属在沉积物(土壤)/水界面迁移行为的影响。从实际水环境的复杂性出发,研究了重金属-有机物、有机物-表面活性剂、重金属-表面活性剂,相互之间的作用规律。在此基础上,探讨了三元复合污染体系中,镉和对硝基苯酚在沉积物上的吸附行为及其与环境因子之间的关系。主要得到以下结论:(1)复合污染体系中,沉积物吸附镉的复合效应值E均小于0,表现为拮抗效应。不同有机物、表面活性剂体系中,拮抗效应值|E|不同。不同有机物体系中,|E|的大小顺序为:苯胺>苯酚>对硝基苯酚:不同表面活性剂体系中,|E|的大小顺序为:CPC>TX-100>SDBS。(2)在Cd(NO3)2-CPC-对硝基苯酚(PNP)三元复合污染体系中,离子强度对镉在沉积物的吸附影响与CPC的浓度有关:在CPC平衡浓度小于1倍临界胶束浓度(CMC)时,镉的吸附量随着离子强度的增大而减少;当CPC平衡浓度大于1倍CMC时,镉的吸附量随着离子强度的增大而增大。可能的原因为低浓度CPC存在时,离子强度的增大使得更多的阳离子占据了表面吸附点位,从而抑制了镉的吸附。当CPC平衡浓度大于1倍CMC时,离子强度的增大减弱了CPC在沉积物上的吸附,导致CPC与镉的竞争吸附减弱,从而促进了镉在沉积物上的吸附。(3)在Pb(NO3)2-CPC-对硝基苯酚(PNP)三元复合污染体系中,Pb(NO3)2通过竞争吸附作用抑制了PNP在吸附态CPC、胶束态CPC中的分配。不同种类重金属(Pb2+、Cd2+、Zn2+)的抑制作用与金属水合离子半径(Pb2+=0.401 nm,Cd2+=0.426 nm,Zn2+=0.430 nm)、水化能(Pb2+=-1481 kJ mol-1,Cd2+=-1807 kJmol-1,Zn2+=-2046 kJ mol-1)呈负相关,抑制作用强弱顺序为:Pb2+>Cd2+>Zn2+。(4)复合污染体系中,PNP在沉积物上的分配常数Kd随体系pH的增加而增加。影响PNP吸附的主要因素为pH升高,促进了CPC对PNP的增强吸附作用;次要因素为pH升高,削弱了重金属离子对PNP的竞争吸附作用;而PNP存在形态的不同所产生的PNP吸附变化,相对可以忽略。