生物表面活性剂皂角苷对疏水性有机污染物在水和土壤间分配的影响

论文摘要

近年来,随着工农业的迅速发展,环境污染和生态破坏日益严峻,严重影响到人类的生存和健康。其中土壤污染问题已经成为一个亟待重视和解决的问题。土壤中的污染物包括有机物、重金属、放射性物质和各种病原菌等。有机物污染是造成土壤环境质量下降的重要原因之一,许多有毒有机污染物常常持久性地存在于土壤,很难被土壤微生物降解而从土壤环境中去除,却可通过土壤和食物链进一步富集,造成土壤和作物的污染,对人类健康和生态环境具有很大的潜在危害。疏水性有机污染物（Hydrophobic Organic Compounds,HOCs）由于在水中溶解度很小,大多数以吸附态存在于土壤中,是具有长期性和潜在性的一类有毒有机污染物。随着外界条件的变化,也有一部分可以缓慢溶解进入水相,因而造成地下水和饮用水源的污染。通常,对含有疏水性有机污染物的土壤采用以下两种修复转化方式:（1）使疏水性有机污染物以吸附态固定在土壤表面,从而减小了它们的流动性;（2）使其分配进入流动相,增加在水中的溶解度。对于后者,现场表面活性剂增效修复技术（SER）就是一种经济和有效的修复方法,即利用增效试剂使疏水性有机污染物溶解进入水相,从而提高其生物可利用性,促进微生物降解,降低其对土壤的危害。因此对疏水性有机污染物在地下环境中的迁移转化以及可行的修复技术的研究已经成为许多学者研究的热点课题。本文比较研究了生物表面活性剂皂角苷和化学表面活性剂Triton X-100对非极性有机污染物如多环芳烃在水和土壤间分配的影响以及其对多环芳烃菲的增溶作用,同时还比较探讨了生物表面活性剂皂角苷和Triton X-100对几种极性有机物在黄土上吸附行为的影响,从而为土壤有机物污染的控制和土壤修复提供了一定的理论依据。第一章综述文中较为详细地介绍了我国土壤有机污染现状及危害,有机污染物在土壤中的迁移转化规律,以及有机污染物在水和土壤间的分配理论,土壤有机污染的治理技术。最后介绍了表面活性剂增效修复技术治理有机污染土壤,以及生物表面活性剂的性质和利用前景。共引用文献68篇。第二章生物表面活性剂皂角苷对菲和萘在水和土壤间分配行为的影响本章选用甘肃兰州西北师范大学院内的深层未受污染的黄土和产自新疆托克逊县的膨润土作为供试样品,以菲和萘为非极性有机物的代表,比较研究了皂角苷、Triton X-100以及二者的混合物对菲和萘在水和黄土及膨润土间分配行为的影响。结果表明,在所选择的表面活性剂中,皂角苷对菲和萘在水和土壤间的分配具有最强的增溶能力。在竞争吸附的作用下,随着加入的表面活性剂的量不同,菲和萘在水和土壤间进行分配行为也有差异。当表面活性剂的浓度较低时,促进菲和萘在土壤上的吸附;当加入的表面活性剂的量超过其临界胶束浓度（CMC）时,菲和萘在水和土壤间的分配系数随着表面活性剂浓度的增大出现持续减小的趋势。并且在相同浓度下,皂角苷和Triton X-100组成的混合表面活性剂的增溶能力比单独使用非离子表面活性剂Triton X-100强得多,并且,在混合表面活性剂的协同作用下,菲和萘在水和土壤间的分配系数随着表面活性剂浓度的增加出现持续减小的趋势。第三章生物表面活性剂皂角苷对土壤中菲的增溶作用本章以深层未受污染的黄土为供试样品,在试样中掺杂一定量的菲,然后用皂角苷作为增溶剂,讨论了其对黄土中的菲的增溶洗脱效果,并与常用的非离子表面活性剂TritonX-100和Brij35对菲的增溶效果进行了比较。结果表明,在水体系和在水/土体系中,皂角苷对菲的增溶效果均比TritonX-100和Brij35好。同时,皂角苷与TritonX-100和Brij35相比有更高的质量增溶比（SR）和胶束假相和水相的分配系数（Kmc）。在水体系中皂角苷的质量增溶比是TritonX-100的1.6倍,是Brij35的1.9倍;在水-土体系中皂角苷的质量增溶比是TritonX-100的1.3倍,是Brij35的2.6倍。第四章表面活性剂对极性有机物在黄土上吸附行为的影响本章研究了极性有机物苯酚和苯甲酸在黄土上的等温吸附行为,以及不同浓度的表面活性剂溶液中,苯酚和苯甲酸在黄土上的吸附。结果表明,苯酚和苯甲酸在黄土上的吸附符合线性吸附模型;不同浓度的皂角苷溶液中苯酚和苯甲酸在黄土上的吸附量小于其在Triton X-100溶液中的吸附量。皂角苷溶液的浓度对几种极性有机物在黄土上的吸附也有很大影响,低浓度时,促进了几种极性有机物在黄土上的吸附;高浓度时,则抑制极性有机物在黄土上的吸附。并且在两种表面活性剂存在下,苯甲酸的吸附量均大于苯酚的吸附量。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 土壤有机物污染状况及土壤修复
• 1.1 前言
• 1.2 我国土壤有机物污染的现状
• 1.3 有机污染物在土壤中的迁移转化研究
• 1.4 疏水性有机污染物（HOCs）在水和土壤间的分配理论
• 1.5 有机物污染土壤的修复
• 1.6 表面活性剂在有机污染土壤修复中的应用
• 1.7 生物表面活性剂的性质及其应用
• 1.8 展望
• 参考文献
• 第二章 生物表面活性剂皂角苷对菲和萘在水和土壤间分配行为的影响
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.3 结果与讨论
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 生物表面活性剂皂角苷对黄土中多环芳烃的增溶作用
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第四章 生物表面活性剂对极性有机物在黄土上吸附的影响
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 结论
• 参考文献
• 致谢
• 论文发表情况