DDTs在固—气和环丙氨嗪在固—液界面的迁移机理研究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:pdahome
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农药对环境造成的影响日益严重。农药进入环境后不仅会对当地的环境产生危害,还可以通过大气或者是水流进行长距离迁移从而造成大范围的影响。农药的疏水性影响着其环境行为及归宿。不同疏水性农药在环境介质中的迁移方式是不同的,因此,研究不同疏水性农药在相间界面上的迁移机理是十分必要的。吸附作用可以有效抑制迁移,通过对高疏水性农药在固-气相间以及低疏水性农药在固-液相间吸附机理的研究,可以帮助解释农药在相间界面迁移的机理。本研究中通过固体逸度计以及批实验的方法,研究了不同环境温度(T)和有机碳含量(foc)条件下高疏水性的滴滴涕及其代谢产物(DDTs)在固-气相间的分配作用,以及pH值和共存阳离子影响下环丙氨嗪在固-液相间的吸附作用。综合分析了农药的相间吸附机理,成果可为有效地防治农药迁移对环境造成的影响提供依据。主要的研究成果如下:(1)土壤介质中foc的增加(从0.62%到4.73%),使得土壤的体积密度下降(从1.53g cm-3到1.39g cm-3)。这造成了高疏水性农药的土壤-气分配系数(KSA)不随foc的增加等比例增加。(2)环境温度高于0oC时,温度的升高使得KSA与辛醇-气分配系数(KOA)之间的斜率接近1。通过对高疏水性农药在土壤-气相间分配的焓变(ΔHSA)进行分析可知:ΔHSA随着农药疏水性的增加而增加。相对于p,p’-的滴滴涕(DDT)、滴滴伊(DDE)以及滴滴滴(DDD)来说,o,p’-的DDT、DDE以及DDD更难从土壤环境迁移到大气环境中。(3)通过分析,选择了影响KSA的主要因素(即:有机物的KOA、foc以及T)为参数,建立了可预测DDT及其代谢产物KSA的多参数预测方程(样本数n=96,r2=0.909, RSSR=0.266)。(4)为了解土壤有机质性质对低疏水性农药在固-液相间吸附作用的影响,用H2O2对腐殖酸进行了氧化。氧化使得一部分腐殖酸变成了富里酸。因为富里酸分子表面的吸附点位比腐殖酸要少,从而使得环丙氨嗪的吸附量下降。当环丙氨嗪的平衡液相浓度为4mg L-1时,经H2O2改性后,吸附剂的固相吸附量比未改性时减少了13.37%。(5)环丙氨嗪在颗粒混合介质上的吸附机理包括表面吸附和分配作用,而改性颗粒混合介质对环丙氨嗪的吸附机理则主要是分配作用。随着pH值的上升(从4.0到7.2),环丙氨嗪在溶液中的质子化作用减小,由于静电作用以及吸附剂表面的阳离子交换作用减弱,使得环丙氨嗪在颗粒混合介质上的吸附平衡常数下降(kd从43.88L kg-1降至30.55L kg-1)。共存阳离子(Na+和Ca2+)会与质子化的环丙氨嗪产生竞争作用,从而导致吸附量的降低。
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