土壤中溶解性有机质及其对污染物吸附和解吸行为的影响
土壤溶解性有机质的提取与特性分析研究进展
土壤溶解性有机质的提取与特性分析研究进展作者：吴东明邓晓李怡陈耀华武春媛来源：《江苏农业科学》2019年第03期摘要：溶解性有机质（DOM）在土壤中具有重要的生态环境意义，对DOM的正确提取、表征是认识DOM生态环境意义的重要基础。
因此，本文介绍了水提法、盐提法、酸提法、碱提法提取土壤DOM的优缺点，分析了离子类型、离子浓度、pH值、浸提时间与温度、水土比、土壤含水量等因素对DOM提取效率和物质组成的影响。
综述了元素分析技术、光谱技术、色谱技术、质谱技术、电化学技术、显微镜技术在DOM极性、分子量、疏水性、芳香性、官能团、氧化还原性、物质组成、微观形态等方面的表征应用及优缺点，并指出了将土壤DOM提取技术与表征技术有机统一起来，大力发展新技术、原位表征技术、多技术联用以及技术与数学模型、计量化学联用是增强对土壤DOM认识的重要发展方向。
关键词：土壤溶解性有机质;提取;表征;化学性质;物质组成中图分类号： S153.6; 文献标志码： A; 文章编号：1002-1302（2019）03-0006-05溶解性有机质（DOM）泛指能溶于酸、碱、水，过0.45 μm滤膜的有机质，是一类既含有糖类、有机酸、蛋白质等亲水性物质，也含有腐殖酸、脂类等疏水性物质的混合物[1-3]。
DOM生物化学活性较强，具有重要的生态环境效应，是土壤有机质中最活跃、最重要的部分。
近年来，已成为环境学、土壤学的研究热点。
土壤DOM不仅影响土壤矿物风化等成土过程，参与碳、氮、磷循环以及温室气体排放等地球化学过程，更直接影响着污染物在土壤中的溶解与沉淀、吸附与解吸、络合与解离、氧化与还原等环境行为[2-4]。
DOM的环境效应与其性质/组成密切相关。
小分子、亲水性DOM更具生物有效性，能为微生物的生长代谢提供营养物质[5-7];大分子、疏水性DOM与疏水性有机污染物的结合能力更强[2];亲水官能团（如羧基、氨基）丰富的DOM对重金属的络合能力较强[8-9]。
胡敏酸和柠檬酸对铜在土壤中吸附_解吸行为的影响_王擎运
； 柠檬酸含有 ３ 个羧基 ， 对重金属具有较强的络
合作用 ， 但由于其容易溶解 ， 对重金属的络合 ， 显著地
９］ 影响了土壤对重金属的吸附 － 解吸行为 ［８、 。因此 ， 本
（ 即 ＨＡ２ 和 ＣＡ２ 的含碳 量 相 同 ） ， 以 不 加 任 何 ＤＯＣ 料离心管中 ， 加入 ２５ ｍＬ 含不同浓度铜离子和 ＤＯＣ 的混合溶液 ， ２５ ℃室温条件下摇匀振荡 １ ４４０ ｍｉｎ ， 离 心 （ ３ ０００ ｒ ・ ｍｉｎ－ １） １０ ｍｉｎ 后 ， 取上清液测定 Ｃｕ 离子浓
摘
要 ： 铜在土壤中的吸附 － 解吸行为及其影响因素是评价铜在环境中去向的主要因素之一。本研究采用一次平衡法 ， 目的是为了
—— （ ＨＡ） 和柠檬酸 （ ＣＡ） 对铜在不同土壤中的吸附 － 解吸行为的影响。结果表明 ， ＨＡ 有显著 阐明两种可溶性有机碳 （ ＤＯＣ） —胡敏酸 促进土壤对铜的吸附的趋势 ， 但在碱性土壤中比在酸性土壤中的促进效果更为明显 ； 而 ＣＡ 显著抑制碱性土壤对铜离子的吸附 ， 对 ・ 铜离子在酸性土壤中的吸附行为的影响随加入铜离子浓度的不同而异 ， 低浓度时 （＜６３．５４ ｍｇ Ｌ－ １）ＣＡ 对 铜 离 子 的 吸 附 有 抑 制 作 用 ， 而随着铜离子浓度的升高 ， ＣＡ 又反过来促进土壤对铜离子的吸附。被碱性土壤吸附的铜离子很难用中性盐解吸出来。产生上述现 象的原因可能与铜离子随 ｐＨ 变化的水解程度不同和不同类型 ＤＯＣ 本身性质不同有关。土壤对铜吸附行为的变化有可能用来预 测重金属对水体的污染潜力。 关键词 ： 胡敏酸 ； 柠檬酸 ； 土壤 ； 铜 ； 吸附 － 解吸 ； ｐＨ 中图分类号 ： Ｘ５３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １６７２－ ２０４３（２００８）０２－ ０５８３－ ０７
举例说明土壤中有机污染物对生态效应的影响
举例说明土壤中有机污染物对生态效应的影响
土壤中有机污染物对生态效应有很多不同的影响，以下举几个例子：
1. 植物生长受限：有机污染物可通过土壤中的吸附、解吸、生物降解等作用影响植物的生长和发育。
有机污染物的毒性可能会抑制植物的种子发芽、根系生长，降低光合作用效率，导致植物的生长受限。
2. 土壤生物多样性减少：有机污染物对土壤中的微生物、蚯蚓、昆虫等生物群体也会产生负面影响。
某些有机污染物可能对土壤中的微生物群体有毒性，导致土壤微生物的多样性降低。
这可能破坏土壤的生态平衡，影响土壤的养分循环和有机质分解等关键生态过程。
3. 土壤质量下降：有机污染物可能导致土壤的质地改变，从而降低土壤的水分保持能力、通气性和抗侵蚀能力。
这将影响土壤的肥力和植物根系的生长环境，进而影响农作物的产量和质量。
4. 土壤污染物迁移至地下水：有机污染物在土壤中的迁移性较高，可能会进一步污染地下水资源。
这对生态系统的健康和人类的用水安全都构成威胁。
因此，土壤中存在的有机污染物对生态效应造成直接或间接的负面影响，需要采取治理措施保护土壤生态环境的健康。
溶解性有机质对重金属在土壤中吸附和迁移的影响
溶解性有机质对重金属在土壤中吸附和迁移的影响李小孟;孟庆俊;高波;冯启言;张英杰【摘要】溶解性有机质（ DOM)是土壤中最具有活性的组分，可以与重金属发生吸附、解吸、络合等一系列作用，对重金属的迁移转化、生物有效性等产生一系列重要影响。
通过实验研究溶解性有机质对重金属吸附和迁移的影响。
吸附实验表明，重金属Cu、Pb、Cr、Cd在土壤中吸附能力是不同的，土壤对重金属吸附能力的大小顺序为Pb> Cu > Cr > Cd。
土柱实验表明，重金属Cu、Pb、Cd、Cr在土壤中的迁移规律相似，均为前期淋出液重金属含量较低，后期随时间的增大而增大，当达到吸附饱和后浓度趋于稳定。
但不同重金属迁移速率各不相同，这与吸附实验结果相符。
溶解性有机质的存在对重金属迁移的影响主要体现在迁移速率上，其穿透时间比去除有机质的情况短，有机质的存在有利于重金属离子向下迁移，但当达到饱和后对重金属迁移浓度影响不显著。
%Dissolved organic matter ( DOM) was the most active component in soil. DOM in soil may conduct a seriesof important influences on the bioavailability of heavy metals through the reaction as adsorption, desorption and complexation. The effect of dissolved organic matter on the adsorption and migration of heavy metals Cu, Pb, Cd, Cr have been determined by the soil column experiment. The adsorption experiments shows that the adsorption capacity of heavy metals Cu, Pb, Cr, Cd in soil are different, and the range of the soil adsorption capacity is Pb>Cu>Cr>Cd. By comparing the presence of DOM of isothermal adsorption experiments, it is found that DOM has inhibition on adsorption of soil to heavy metals. The soil column experiment results shows that the heavy metal Cu, Pb, Cd, Cr has the same migration patternsin soil, which all previous leaching liquid low heavy metal content, and then increases with time, the stable after reaching the adsorption saturation concentration. But migration rates-for different heavy metal are different. At the presence of DOM, to the migration rate of heavy metal is increased, and the penetration time become shorter. While, when saturated, the effect is not significant.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)034【总页数】6页(P314-319)【关键词】溶解性有机质;土壤;重金属;吸附;迁移【作者】李小孟;孟庆俊;高波;冯启言;张英杰【作者单位】中国矿业大学环境与测绘学院，徐州221116;中国矿业大学环境与测绘学院，徐州221116;中国矿业大学环境与测绘学院，徐州221116;中国矿业大学环境与测绘学院，徐州221116;中国矿业大学环境与测绘学院，徐州221116【正文语种】中文【中图分类】X511随着社会的发展，工农业生产水平的提高，产生了大量的工业废弃物，造成了工业污染，其中最严重的污染之一就是重金属污染。
土壤中有机质对农药归趋的影响
土壤中有机质对农药归趋的影响在动植物的残体及其分解或合成的各种有机质残留在土壤中，我们将这一系列含碳有机物质统称为土壤有机质[1]。
虽然在土壤总量中，有机质的含量只占极其微小的部分，然而不可否认其在土壤形成、肥力、环保及农林业可持续发展等诸多方面上，都有着不可磨灭的深刻意义[2-4]。
其中农药在土壤当中的迁移转化以及土壤对农药的吸附同样也是土壤诸多性质中最重要的之一。
在全国范围内，大多数目标区域地球化学调查项目都已经发觉局部地区土壤污染的严重性。
土壤有机质在与农药结合过程中，产生了十分深刻的影响。
众多研究表明，在土壤中，有机质的含量通常与农药有机质结合态具有密切的相关性。
本综述将对有机质与农药等有机物污染物的相互作用及其对有机物降解的影响进行阐释，力求能够为农药污染的修复与整治提供可行性参考。
1.土壤有机质和农药简介1.1 土壤有机质土壤有机质是指土壤中含碳的有机化合物，通常分为腐殖质和非腐殖质。
其来源包括四个方面：一是植物残体，包括各类植物的凋落物、死亡的植物体及根系，这是自然状态下土壤有机质的主要来源，对森林土壤尤为重要。
二是动物、微生物残体，包括土壤动物和非土壤动物的残体，及各种微生物的残体，这部分来源相对较少，但对原始土壤来说，微生物是土壤有机质的最早来源。
三是排泄物和分泌物，这部分来源虽然量很少，但对土壤有机质的转化起着非常重要的作用。
四是废水、废渣，包括人为施入土壤中的各种有机肥料（如绿肥、堆肥、沤肥等），工农业和生活废水、废渣，以及各种微生物制品、有机农药等。
1.2 农药农药是指在农业生产中，为保障、促进植物和农作物的成长，所施用的杀虫、杀菌、杀灭有害动物（或杂草）的一类药物统称。
特指在农业上用于防治病虫以及调节植物生长、除草等药剂[5]。
根据不同的划分标准，对农药有不同的分类。
根据原料来源可分为有机农药、无机农药、植物性农药、微生物农药。
此外，还有昆虫激素。
根据加工剂型可分为粉剂、可湿性粉剂、可溶性粉剂、乳剂、乳油、浓乳剂、乳膏、糊剂、胶体剂、熏烟剂、熏蒸剂、烟雾剂、油剂、颗粒剂和微粒剂等。
溶解性有机质对苄嘧磺隆在土壤中吸附解吸行为的影响
ｔ ｎ ｄ ｓｒｔ ｎ ｅａｉ ｏＢ ｎｕｆｒｎ ｍ ｔｙ（ Ｓ ｉ ｓｉｈｄ ｅｎ ｔｄｅ ．ｈ ｓｌ ｏ ｅ ｔａ（）ｈ Ｆｅ ｎｌ ｈｍ ｄｌ ａ ｃｍ ｌｔ ｙ ｉ －ｅｏ ｉ ｂｈ ｖｏ ｆ ｅｓｌ ｏ－ ｅｈｌＢ Ｍ） ｌ ａ ｂ ｅ ｕ ｉ Ｔ ｅ ｅｕｔｓ ｗ ｄ ｈｔｉ ｅ ｒｕ ｄｉ ｏ ｅｃｎ ｏ ｐｅ ｌ ｏ ｐｏ ｒ ｕ ｎｏ ｓ ｄ ｒ ｓｈ Ｔ ｃ ｅ
ｅ ｃ ｓ Ｗｅ ｚ ｏ ｎｖ ｒｉ ， ｎ ｈ ｕ ３ ５ ２ ， ｈｎ ） ｎ ｅ， ｎｈ ｕＵ ｉ ｓ ｙ Ｗｅ ｚ ｏ ２ ０ ７ Ｃ ｉａ ｅ ｔ
Ａｂ ｔａ ｔ： ｈ ｅｆｃ ｏ ｄｓｏｖ ｄ ｒａ ｉ ｍａｔｒ ｓｒ ｃ Ｔ ｅ ｆ ｔ ｆ ｉ ｌｅ ｏｇ ｎｃ ｅ ｓ ｔ （ＤＯＭ ） ｅ ｖ ｄ ｒｍ ｖ ｒ ｕ ｓａ ｅ ｏ ｃｏ ｓｒｗ ｄ ｃ ｍｐ ｓ ｉｎ ｎｔｅｓｒ － ｅ ｄ ｒ ｅ ｆｏ ｉ ａ ｏ ｓ ｔｇ ｓ ｆ ｒｐ ｔ ｉ ａ ｅ ｏ ｏ ｉｏ ｏ ｏｐ ｔ ｈ
ｓ ｒ ｔ ｎ ｃ ｐ ｃｔ ｆｓ ｉ Ｂ Ｍ ｅ ｕ ｅ ｉ ｎｆ ａ ｔ ｆ ｒａ ｐ ｙ ｎ ｏ ｐ ｉ ａ ａ ｉ ｏ ｏｌ Ｓ ｒｄ ｃ ｄ ｓｇ ｉ ｃ ｎ ｌ ａ ｔ ｐ ｌｉ ｇ ＤＯＭ ｎ ｏｓ ｉ ｗ ｉｈ ｄ ｒ ｅ ｏ ｄｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｏ ｉ ｇ ｓａ ｅ ． ｕ ｔ ｅ ｅ ｏ ｙ ｉ ｙ ｅ ｉ ｔ ｏｌ ｈ ｃ ｅ ｖ ｄ ｆ ｍ ｉ ｅ ｅ ｔ ｃ ｍｐ ｓ ｔ ｇ ｓ ｅ ｈ ｒ － ， ｉ ｒ ｆ ｄ ｎ Ｆ
迟滞现象 明显减弱 ， 促进 了 Ｂ Ｍ在 土壤 中的解吸 。 Ｓ
关键词 ： 溶解性有机质 ； 苄嘧磺 隆 ； 吸附 ； 吸； 解 迟滞
中 图分 类 号 ： ５ ２ Ｘ ９ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２ ２ ４ （ ０ ）５ １ １— ５ １７ — ０ ３２ ８０ — ７ ６ ０ ０
典型土壤有机污染物赋存形态及影响因素
典型土壤有机污染物赋存形态及影响因素一、本文概述土壤是人类生存和发展的重要资源，然而，随着工业化和城市化的快速发展，大量有机污染物通过各种途径进入土壤环境，对土壤质量和生态环境造成了严重威胁。
这些有机污染物不仅影响土壤的理化性质，还会通过食物链进入人体，对人类的健康造成潜在风险。
因此，研究典型土壤有机污染物的赋存形态及其影响因素，对于制定有效的土壤污染防控和修复措施，保护土壤质量和生态环境具有重要意义。
本文旨在全面分析典型土壤有机污染物的赋存形态及其影响因素。
通过文献综述和实地调查，明确土壤中有机污染物的种类、分布和来源。
通过实验室研究，分析有机污染物在土壤中的赋存形态，包括吸附、溶解、转化等过程。
探讨土壤理化性质、微生物活动、环境因素等对有机污染物赋存形态的影响。
结合国内外相关研究成果，提出有效的土壤有机污染防控和修复建议，为土壤保护和生态环境建设提供科学依据。
通过本文的研究，可以深入了解典型土壤有机污染物的赋存形态及其影响因素，为土壤污染防控和修复提供理论支持和实践指导。
也为推动土壤科学和环境科学领域的发展，促进生态文明建设和可持续发展提供有益参考。
二、典型土壤有机污染物概述土壤有机污染物是指在土壤中存在的，来源于自然或人为活动产生的，具有潜在生态风险和健康风险的有机化合物。
这些污染物可以以多种形态存在于土壤中，如吸附态、溶解态、生物降解态等。
它们可能通过食物链进入生物体，对人体健康产生直接或间接影响。
典型的土壤有机污染物包括多环芳烃（PAHs）、多氯联苯（PCBs）、有机氯农药、石油烃、有机磷农药等。
这些污染物在土壤中的赋存形态和迁移转化行为受到多种因素的影响。
多环芳烃（PAHs）是一类由两个或多个苯环以线性、角状或簇状方式连接而成的化合物，主要来源于化石燃料的燃烧。
它们在土壤中的赋存形态受到土壤类型、有机质含量、pH值等因素的影响。
一般来说，多环芳烃在有机质含量高的土壤中更易吸附和积累。
有机质对土壤肥力的作用
有机质对土壤肥力的作用有机质是土壤中的重要组分，对土壤肥力有着重要的作用。
本文将从有机质对土壤物理性质、化学性质和生物性质的影响三个方面来阐述有机质对土壤肥力的作用。
一、有机质对土壤物理性质的影响1.增加土壤持水性：有机质具有良好的保水性，能够吸附和固持土壤中的水分，增加土壤的持水能力，使土壤保持湿润状态，有利于植物生长和根系发育。
2.改善土壤结构：有机质中的有机胶体和胶体粒子能够与土壤颗粒结合成团聚体，增加土壤的团聚性和稳定性，改善土壤的结构，有利于土壤通气性和透水性的提高。
3.增加土壤肥力：有机质在土壤中分解时会释放出大量的热量，使土壤温度升高，促进土壤微生物的繁殖和活动，增加土壤肥力。
二、有机质对土壤化学性质的影响1.提供养分：有机质中含有丰富的养分，如氮、磷、钾等多种元素，能够为植物提供养分，促进植物的生长和发育。
2.改善土壤酸碱性：有机质中的有机酸能够与土壤中的铝、铁等金属离子结合，减少土壤酸性，提高土壤的酸碱平衡，有利于植物的生长。
3.减少土壤盐分：有机质能够吸附土壤中的盐分，减少土壤盐分的积累，改善土壤的盐碱化程度，提高土壤的肥力。
三、有机质对土壤生物性质的影响1.增加土壤微生物的数量和活性：有机质能够为土壤中的微生物提供养分和能量，促进微生物的繁殖和活动，增加土壤微生物的数量和活性，有利于土壤的有机物质分解和养分循环。
2.改善土壤生态环境：有机质能够形成土壤颗粒与微生物的复合体，提供微生物的生存和繁殖环境，改善土壤的生态环境，有利于土壤中生态系统的建立和维持。
3.增加土壤生物多样性：有机质能够为土壤中的生物提供栖息和繁殖的场所，增加土壤生物的多样性，促进土壤生态系统的稳定性和健康发展。
有机质对土壤肥力的作用主要体现在改善土壤的物理性质、化学性质和生物性质方面。
有机质能够增加土壤的持水性和通气性，改善土壤的结构；能够为植物提供养分，调节土壤的酸碱性和盐碱度；能够促进土壤微生物的繁殖和活动，增加土壤生物多样性，提高土壤肥力。
土壤的主要成分及它们在环境化学中的作用
土壤的主要成分及它们在环境化学中的作用土壤是由无机和有机物质组成的复杂体系。
以下是土壤的主要成分及其在环境化学中的作用：1. 矿物质：矿物质是土壤的主要无机成分，包括石英、长石、黏土矿物等。
矿物质在环境化学中具有以下作用：-提供土壤的物理支持和结构稳定性。
-影响土壤的质地、保水性和透气性。
-可以吸附和释放养分，影响土壤肥力。
-可能吸附有机污染物和重金属，影响它们在土壤中的迁移和生物可及性。
2. 有机质：有机质是由已死和正在分解的植物和动物残体形成的有机物质。
有机质在环境化学中具有以下作用：-提供土壤的肥力和营养素。
-促进土壤结构的形成和稳定。
-提供微生物生长和活动所需的碳源和能量。
-可以吸附和解毒有机污染物。
3. 水分：水是土壤中的重要组成部分，对环境化学过程有重要影响：-水是溶解和迁移物质的介质，通过溶解作用可以促进养分和污染物在土壤中的迁移。
-水的存在和分布状况影响土壤的氧气和二氧化碳扩散，从而影响土壤中的生物活性和化学反应。
4. 气体：土壤中的气体包括空气中的氮气、氧气、二氧化碳等。
气体在环境化学中的作用包括：-影响土壤中微生物的呼吸和代谢过程。
-参与土壤中的氧化还原反应，如氮的硝化和脱氮过程。
5. 生物：土壤中存在着丰富的生物群落，包括细菌、真菌、线虫、蚯蚓等。
生物在环境化学中的作用包括：-分解有机物质，促进有机质的转化和循环。
-参与氮循环和其他生物地球化学过程。
-影响土壤中污染物的生物降解和转化。
综上所述，土壤的主要成分包括矿物质、有机质、水分、气体和生物。
它们在环境化学中发挥着关键的作用。
在环境化学中，土壤的成分与作用之间存在着密切的相互关系。
以下是一些关键的作用：1. 营养元素的储存和释放：土壤中的矿物质和有机质可以吸附和储存营养元素，如氮、磷、钾等。
这些养分对植物的生长至关重要。
土壤中的微生物和根系也参与了养分的循环和转化过程。
当植物需要时，土壤可以释放储存的营养元素，满足植物的需要。
有机质对p,p'-DDE在土壤中的吸附影响
有机质对p,p'-DDE在土壤中的吸附影响龚香宜;连婉;徐威;孙云雷;何言志【摘要】为研究有机质对p,p'-DDE在土壤中的吸附影响因素,采用批量试验方法,分析p,p'-DDE在包气带土壤及含水层土壤上吸附量的变化及有机质对p,p'-DDE 在土壤中的吸附影响.结果表明,p,p'-DDE在土壤中的吸附均符合先快后慢、最后达到吸附平衡的规律;其吸附动力学曲线用一级和二级反应动力学方程均能较好拟合,说明p,p'-DDE在这两种物质中的吸附以简单吸附为主,同时包含表面吸附、颗粒内部扩散等过程.包气带土壤和含水层土壤等温吸附线的拟合相关系数(R2)均大于0.95,符合Freundlich模型和线性模型,而含水层样品与Freundlich模型拟合得更好,表明p,p'-DDE在包气带土壤中的吸附以单分子层吸附为主,而在含水层土壤中的吸附还伴随着多分子层吸附的复杂过程;去除内源DOM(溶解性有机质)后,样品对p,p’-DDE的吸附量呈增加趋势,按吸附增加量由小到大的排序为1-1(0 ～ 10 cm)＜ 1-2(120～ 150 cm) ＜2-4(100～ 120 cm),说明内源DOM的存在总体上抑制了p,p'-DDE的吸附,并且w(DOM)越高,其抑制作用越强;外源DOM的加入抑制了土壤对p,p'-DDE的吸附;去除有机质后样品对p,p'-DDE的吸附量与w(黏土矿物)具有正相关性.研究显示,有机质对土壤中有机污染物的吸附迁移研究对土壤修复有重要意义,需要对有机质影响土壤的吸附机制进行更深层次的研究.%Batch equilibrium experiments were used to investigate the effects of organic matter on the adsorption of p,p'-DDE in soil.The results showed that the adsorption rate ofp,p'-DDE in soil and shallow aquifer soil was fast initially and then slowed down before reaching the adsorption equilibrium.The adsorption kinetics curves of the soil and shallow aquifer soil could be fitted by the first-order and secondorder reaction kinetic equations,whichmeans that the adsorption of p,p'-DDE in soil and aquifer samples was mainly simple adsorption,but still included surface adsorption and particle internal diffusion.Moreover,the sorption isotherm correlation coefficients (R2) of p,p'-DDE on the soil and shallow aquifer soil were greater than 0.95,fitting both Freundlich and linear equations,but the Freundlich equation was better for the aquifer samples.The adsorption of p,p'-DDE in soil was mainly monolayer adsorption,while it was more complex in sediments with multi-molecular layer adsorption.After removing endogenous dissolved organic matter (DOM),the adsorption ofp,p'-DDE in samples increased,and the order of samples from low to high was 1-1 (0-10 cm) ＜ 1-2 (120-150 cm) ＜ 2-4 (100-120 cm).This showed that the adsorption of p,p'-DDE in soil and sediment might be prohibited by the endogenous DOM,and the inhibiting effect was stronger with the higher content of DOM.The exogenous DOM had an inhibiting effect on the adsorption ofp,p'-DDE in soil samples.The adsorption capacity of p,p'-DDE in samples had a positive correlation with the clay mineral content after removing organic matter.【期刊名称】《环境科学研究》【年(卷),期】2017(030)009【总页数】8页(P1382-1389)【关键词】土壤;p,p'-DDE;吸附;DOM;黏土矿物【作者】龚香宜;连婉;徐威;孙云雷;何言志【作者单位】武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北武汉430081;武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北武汉430081;武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北武汉430081;武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北武汉430081;武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北武汉430081【正文语种】中文【中图分类】X53OCPs(有机氯农药)是典型的持久性有机污染物，具有较强毒性，容易在土壤及生物体内富集，对人类健康和环境危害极大[1- 3]. p,p′-DDE作为OCPs的一种，已禁用多年，但是由于其持久性，在环境中仍存在较高残留[4].土壤中的p,p′-DDE可通过挥发、地表径流等途径转移至大气和地表水，还可通过降水入渗至地下水中. 我国很多地方的地下水已受到p,p′-DDE污染，其中包括珠江三角洲及江汉平原等地区[5- 6]. 而地下水一旦受到污染，很难治恢复. 含水层土壤对p,p′-DDE 的吸附作用是控制其在地下水环境中归宿的主要支配因素. 因此，研究p,p′-DDE在含水层土壤中的吸附规律对保护地下水环境具有重要意义. 但是，由于含水层土壤深埋于地下，取样较困难，成本较高，因此目前关于它对有机污染物的吸附研究还较少，尚鲜见报道对p,p′-DDE的吸附影响研究.有机污染物在土壤上的吸附过程极为复杂，是有机质和矿物组分共同作用的结果[7- 8]. 土壤中TOC(有机碳)的含量对有机污染物的吸附影响较大，但这并不是唯一因素，如Garbarini等[9]发现土壤中有机质的组成对有机物的吸附也有重要影响. DOM(溶解性有机质)是土壤有机质中最活跃的组分之一，制约着有机污染物在土壤中的传质速率和迁移、转化、降解等化学和生物过程[10- 11]. DOM对有机污染物在土壤中的吸附影响具有双重性：①DOM与污染物在土壤表面的共吸附可以提高土壤吸附容量，促进污染物在土壤中的吸附. Moona等[12]发现DOM的存在降低了疏水性多环芳烃萘和菲随地下水的迁移能力. ②DOM对污染物有增溶作用，有利于污染物的解吸，提高其在土壤中的移动性. SONG等[13]发现经污泥渗滤液灌溉后，农田土壤中绿麦隆迁移明显加快. 因此有必要结合DOM的来源与有机污染物的性质来进行研究. 另外，黏土矿物广泛存在于各种土壤中，特殊的晶体结构赋予黏土矿物特殊的性质，使其具有良好的吸附性能和负载性能.目前，关于DOM对p,p′-DDE在土壤中的吸附影响研究较少，关于内源DOM对其的影响报道更为鲜见. 由于不同来源的DOM对不同的有机污染物具有不同的环境行为，因此，该研究选取p,p′-DDE作为研究对象，通过研究内源DOM、外源DOM以及黏土矿物对其在江汉平原包气带土壤和含水层土壤中的吸附影响，揭示p,p′-DDE在包气带土壤及含水层土壤中的环境行为，以期为治理改善土壤和地下水环境中的OCPs污染提供理论依据.1.1 试验材料p,p′-DDE(纯度98%，德国Dr. Ehrenstorfer公司)；二氯甲烷、正己烷、甲醇(农残级，美国).在江汉平原中部湖北省潜江市附近农田采取两根1.5 m深的土柱，选取若干不同深度的包气带土壤样品及含水层土壤样品作为供试土样. 地下水位埋深为80～100 cm. 土样采回后自然风干，除去植物残体及碎石等，研磨后过0.15 mm筛备用. 含水层土壤主要成分为砂质黏土. 土壤基本理化性质见表1.1.2 试验方法1.2.1 p,p′-DDE溶液的配制称取0.1 mg p,p′-DDE配成1 000 μg/L甲醇储备液，用甲醇稀释成40 ng/L的p,p′-DDE标准液，然后用超纯水配制的含0.01 mol/L CaCl2及100 mg/L NaN3的水溶液(其中CaCl2可以用来调节试验体系中介质的离子强度；NaN3可以作为抑菌剂，抑制体系中微生物的滋生，避免微生物对有机污染物在土壤中的吸附产生影响)稀释至浓度为2、5、10、20、30 μg/L的p,p′-DDE溶液(为避免共溶效应，甲醇体积不超过总体积的0.5%).1.2.2 吸附动力学试验分别称取若干份1 g的1- 1和1- 2号土样放入100 mL具塞玻璃锥形瓶中，加入20 μg/L的p,p′-DDE 溶液30 mL，加盖密封后置于恒温水浴振荡器中振荡〔振荡频率150 r/min、温度(25±0.5) ℃〕，分别于1、2、4、8、12、24、48 h取样离心，取上清液10 mL利用固相萃取-气相色谱法测定其中ρ(p,p′-DDE). 土样对p,p′-DDE的吸附量通过计算试验前后溶液中ρ(p,p′-DDE)的差值得出.1.2.3 等温吸附试验将1- 1、1- 2、2- 1、2- 4号土样各取若干份放入100 mL具塞玻璃锥形瓶中，然后加入ρ(p,p′-DDE)分别为2、5、10、20、30 μg/L的p,p′-DDE溶液〔土水比(g/mL)为1∶30〕，加盖密封后置于恒温水浴振荡器中振荡24 h〔振荡频率150 r/min、温度(25±0.5) ℃〕，同时做空白试验及2个平行试验，平衡后取样离心，取上清液10 mL利用固相萃取-气相色谱法测定ρ(p,p′-DDE).1.2.4 去除DOM的吸附影响试验称取1- 1、1- 2、2- 4号土样若干份，加入蒸馏水混合〔土水比(g/mL)为1∶30〕，在温度25 ℃下振荡4 h(转速150 r/min)，振荡结束后取出，在 4 000 r/min转速下离心30 min，去掉上清液，重新加入蒸馏水，重复以上步骤两次后利用TOC仪测得的1- 1、1- 2、2- 4号样品的内源DOM去除率分别达到85%、94%、90%. 将剩余土壤转移至锥形瓶中，再加入40 ng/mL的p,p′-DDE标准液300 mL，振荡24 h，离心，利用固相萃取-气相色谱法测定ρ(p,p′-DDE). 另外设定一组对比试验，不需去除土壤样品中的DOM，其他条件不变，与上组去除内源DOM的样品p,p′-DDE的吸附量进行比较.1.2.5 外源DOM的吸附影响试验取自城市污水处理厂的污泥，风干后研磨过0.15 mm筛. 称取干污泥若干，加入去离子水混合均匀(污泥∶水为1 10 mL)，在25 ℃下振荡4 h，转速150 r/min，取出并静置30 min. 在转速 4 000 r/min下离心30 min，上清液过0.45 μm的滤膜，所得滤液为污泥DOM溶液，用TOC仪测定滤液中的ρ(TOC). 称取若干份2 g的1- 1号土壤，分别加入40 ng/mL的p,p′-DDE标准液30 mL，再分别加入质量浓度为0、23.25、46.50、69.75、93.00 mg/L的污泥DOM溶液30 mL，混合均匀后在25 ℃下振荡24 h，离心，用固相萃取-气相色谱法测定ρ(p,p′-DDE).1.2.6 去除TOC的吸附影响试验称取1- 1、1- 2、2- 2、2- 3、2- 4号样品若干，加入质量分数为30%的H2O2，搅拌至无气泡产生停止加入H2O2，再进行沸水浴加热至无气泡产生，取出冷却30 min，用去离子水清洗器壁，在50 ℃下恒温振荡30 min，离心10 min(3000 r/min)，去掉上层液体，用去离子水清洗，再离心，重复3次. 将得到的泥浆加入40 ng/mL的农药标准液〔土水比(g/mL)为1∶30〕，振荡24 h，离心，用固相萃取-气相色谱法测定农药含量.1.3 分析方法液相中的p,p′-DDE经C18固相萃取柱用二氯甲烷萃取后，过无水Na2SO4干燥，再经正己烷溶剂置换，氮吹浓缩至0.2 mL进气相色谱仪分析. 所用气相色谱仪为HP- 7890A型(美国Agilent公司)，配63Ni电子捕获检测器，色谱柱为HP- 5石英毛细管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)，进样口温度250 ℃，检测器温度300 ℃．待测样品以不分流进样2 μL，内标法定量.2.1 吸附动力学特征p,p′-DDE在1- 1号包气带土壤样品和1- 2号含水层土壤样品上的单位吸附量随时间的变化趋势如图1所示.由图1可见，p,p′-DDE在两个样品上的吸附均呈现出初始阶段吸附速率快，而后减慢，最后达到吸附平衡的规律，与郎印海等[14]研究报道一致. 这是因为在吸附的初始阶段，高浓度的p,p′-DDE快速占据了土壤颗粒表面较易吸附的疏水点位，随着吸附点位的减少，p,p′-DDE慢慢向颗粒内部扩散，逐渐进入内部不易吸附的点位上，此时吸附速率开始变慢并最终达到吸附平衡.两种吸附均在12 h左右达到了吸附平衡，但p,p′-DDE在1- 2号含水层土壤样品上的初始阶段的吸附速率及平衡后的吸附量都大于1- 1号包气带土壤样品，这可能与1- 2号土样中的ρ(TOC)高于1- 1号土样有关，研究[15]表明，有机质的含量越高，土壤对有机污染物的吸附量越大，吸附强度越高. 有机质的大分子量、亲疏水性、分子极性、芳香性均是影响p,p′-DDE在土壤中吸附速率及吸附量的重要因素，如DOM中大分子量组分含量越高，其内部疏水区也越多，对疏水有机污染物的亲和力也越大[16- 17]. 为保证吸附充分平衡，在后续的等温吸附和影响因素试验中的振荡时间均定为24 h.采用一级动力学模型和二级动力学模型对p,p′-DDE 在两种样品上的吸附动力学过程进行拟合：一级动力学模型：ln(qe-qt)=ln qe-k1t二级动力学模型：=+t式中：qt和qe分别表示t时刻和平衡时刻单位质量吸附剂的吸附量，ng/g；t为吸附时间，min；k1为一级反应动力学常数，min-1；k2为二级反应动力学常数，g/(ng·min).拟合结果如表2所示，R2结果显示，包气带土壤和含水层土壤的吸附动力学曲线均能用一级动力学模型和二级动力学模型进行较好地拟合，说明p,p′-DDE 在这两种土壤中的吸附以简单的快速吸附为主，同时还包含表面吸附、颗粒内部扩散等一系列过程.2.2 等温吸附特征p,p′-DDE在不同土壤样品上的吸附等温线如图2所示.现分别用常用的两种模型对试验数据进行拟合：线性模型：Freundlich模型：式中：Ce为溶液中溶质的平衡浓度，μg/L；Kd为吸附质的线性分配系数，L/kg；Kf为Freundlich模型与吸附容量、吸附强度有关的常数，μg·Ln/(μgn·kg)；n为Freundlich模型的指数因子，用来表示吸附等温线的非线性程度.拟合结果如表3所示，由R2可知，两种模型均能较好地拟合p,p′-DDE的等温吸附过程. 比较线性模型中的Kd值，四种土壤样品对p,p′-DDE的Kd值与ρ(TOC)大小关系一致，说明ρ(TOC)高的土壤对p,p′-DDE的吸附能力越强.Freundlich模型主要用于考虑高能活性位点非均匀分布及被吸附分子间相互作用的多分子层吸附，能有效地描述吸附剂表面异质性吸附过程[18]；线性模型假定吸附发生在吸附剂表面的某些特定位点，用于不考虑吸附剂表面异质性的单分子层吸附. 其中，p,p′-DDE在1- 1号和2- 1号土样用线性模型拟合的相关系数近似等于1，说明土壤样品对p,p′-DDE的吸附基本呈直线趋势，以单分子层吸附为主. 而p,p′-DDE 在1- 2号和2- 4号土样中的吸附曲线用Freundlich模型拟合更好. 可以推测含水层土壤样品表面活性位点非均匀分布，对p,p′-DDE的吸附不是单一的单分子层吸附，而是伴随着多分子层吸附的复杂过程.同时，在Freundlich模型中，p,p′-DDE在1- 1号和2- 1号土样中的n值接近于1，也表明包气带土壤对p,p′-DDE的吸附曲线基本呈线性，以分配作用为主. 但在1- 2号和2- 4号土样中的n值明显小于1，表明含水层土壤的吸附呈非线性. 因为含水层土壤与包气带土壤岩性特征不同，具有不同的结构和组成[19]，可能导致其组分更加复杂以及表面的不均匀性. 因此在疏水性有机物p,p′-DDE进行固液两相分配过程中，同时存在着线性的吸附/分配作用和非线性的表面吸附作用[20]. 另外，也可能与这两个含水层土壤样中DOM的含量较高有关. 研究[21]表明，DOM 中的疏水基团容易与多环芳烃等疏水性有机污染物结合，从而影响疏水性有机污染物在固相上的吸附作用.2.3 等温吸附影响因素2.3.1 内源DOM对吸附的影响去除DOM与未去除DOM时包气带土壤和含水层土壤样品对p,p′-DDE吸附量的对比结果如图3所示.由图3可见，去除DOM后，1- 1号土样对p,p′-DDE的吸附量基本不变，1- 2号土样对p,p′-DDE的吸附量略有增加，2- 4号土样对p,p′-DDE的吸附量增加比较明显. 比较三种样品中ρ(DOM)的大小，发现1- 1号土样中ρ(DOM)很低，而2- 4号样品中ρ(DOM) 最高. 说明内源DOM的存在总体上抑制了p,p′-DDE的吸附，并且ρ(DOM)越高，其抑制作用越强.DOM对土壤吸附有机污染物的影响，与溶液中DOM与污染物的结合作用密切相关. 研究[22]表明，溶液中DOM可以与疏水性有机污染物相结合，增加水相中污染物的溶解度，抑制污染物在固相(土壤)中的吸附. 一般认为，疏水性有机化合物主要以疏水键与溶液中DOM的疏水组分结合，生成稳定的联合体[23]，从而抑制污染物向土壤等固相中的分配作用. 作为一类典型的疏水性有机物，p,p′-DDE易分布在疏水性的小环境中，包括DOM的疏水部位. 在未去除DOM时，随着吸附试验的进行，样品中的内源DOM逐渐溶解于水中，与p,p′-DDE相结合，从而抑制了样品对它的吸附. 熊巍等[24]通过研究DOM对菲在土壤中的吸附影响表明，由于菲主要以其疏水键与溶液中DOM的疏水组分结合，生成稳定的联合体，从而抑制了菲向土壤固相中的分配作用，降低了菲在土壤固相的吸附量，去除内源DOM后，DOM对有机污染物的增溶和结合作用将减弱，土壤对菲的吸附质的线性分配系数(Kd)值增加，增加量和增幅与土壤有机碳含量呈正相关，表明土壤中存在的内源DOM抑制了土壤对菲的吸附. 这与笔者所得研究结果类似.2.3.2 外源DOM对吸附的影响添加不同浓度的来自污泥的DOM后，1- 1号土样对p,p′-DDE的吸附量如图4所示.DOM具有表面活性剂作用，其疏水性组分也与污染物有高度亲和力，这两种性质是提高疏水性有机污染物水溶性和迁移性的重要原因. 由图4可知，外源DOM对土壤吸附p,p′-DDE有一定的抑制作用. Cells等[25]研究表明，溶液中有机化合物与DOM的结合作用，是减少有机化合物在土壤中吸附的主要机理. DOM可与有机污染物通过NH-π、π-π、分配作用及疏水作用形成配合物[26]，增大有机污染物(特别是低水溶性化合物)的水溶性[27]，从而促进污染物的溶解度，减少土壤对其的吸附作用. 由图4可见，ρ(DOM) 与p,p′-DDE在土壤上的吸附量基本呈线性减少关系，表明外源DOM含量越高，p,p′-DDE水溶量越大，p,p′-DDE在土壤中的吸附量线性减小. 马爱军等[28]研究DOM对草萘胺在土壤中的吸附影响时，分别加入绿肥和污泥的DOM，增强了土壤表面疏水性，提高了农药表观溶解度，草萘胺在土壤上吸附量明显降低；LI等[29]研究DOM对芘在土壤中的吸附影响时，加入外源DOM，降低了溶液表面张力，对芘产生增溶作用，导致土壤对芘的吸附量减少. 这与笔者所得研究结果类似.对有机物来说，DOM极性的大小是影响其溶解度的关键因素，极性越大，溶解度越高. DOM的极性大小可以用DOM中亲水性组分含量的高低表示，亲水性组分含量高，其极性也强[20,30]，可推测，外源DOM中含亲水性组分，可增加溶液中有机化合物溶解度，减少有机物在土壤中吸附量. DING等[31]通过对异丙隆在土壤中的吸附研究表明，DOM对有机污染物在土壤中吸附的影响也能表现为促进作用，即异丙隆可能先吸附到土壤DOM中一个或多个组分上，形成的络合物和DOM同时被吸附到土壤颗粒上，形成共吸附. 也可能DOM的一个或多个组分优先吸附到土壤颗粒上，增加土壤对DOM吸附量，从而增强土壤颗粒对异丙隆的吸附能力，形成累积吸附. 由于有机污染物与DOM的结合有多种机理，其结合方式不仅取决于DOM的组成，也与有机污染物自身特性有关. 与p,p′-DDE相比，异丙隆亲水性更强，这可能是导致其与笔者所得研究不同的原因.2.3.3 去除TOC对吸附的影响当土壤中的有机质较低时，土壤仍能对有机污染物产生一定的吸附作用. 研究[32]发现，有机质含量较低的土壤中，黏土矿物对有机物吸附-脱附起主要作用.五种样品在用H2O2去除大部分有机质后，对p,p′-DDE的吸附量与w(黏土矿物)的关系见图5.由图5可见，去除有机质后的样品对p,p′-DDE的吸附量与w(黏土矿物)具有一定的相关性. 基本呈现出w(黏土矿物)越高，吸附量越大的规律，说明黏土矿物对疏水性有机污染物吸附起着重要的作用. 在表层土壤中，有机质通常覆盖在土壤矿质组分如黏土矿物、氧化物和金属的氢氧化物表面，有机质中的羟基、醇基及酚基等酸性官能团可以与矿物表面羟基配合，形成配合物，同时能改变矿物的理化性质，吸附在矿物上的有机质能使原本亲水的矿物表面具有不同程度的疏水性，抑制矿物对环境中的有机污染物的吸附[33]. 然而，去除有机质之后，黏土矿物就能克服这种阻碍，并能对土壤中疏水性有机污染物的吸附产生影响.对图5中五种土样进行黏土矿物成分分析，检测结果见表4.由图5、表4可知，1- 1号土样的w(黏土矿物)小于1- 2号土样，但其对p,p′-DDE的吸附能力大于1- 2号土样. 这可能是由于蒙脱石矿物阳离子交换容量高，水化作用好，分散度高；绿泥石、伊利石矿物，由于其层间阳离子的特殊作用，水化作用极弱，属非膨胀性矿物，所以黏土矿物中蒙脱石的吸水程度最高，绿泥石与伊利石则基本不水化，相同类型的矿物中，具有膨胀性的比非膨胀性的吸附能力强[34]，而1- 1号土样中w(蒙脱石)最高，w(黏土矿物)也达到34%，故而1- 1号土样对p,p′-DDE的吸附能力最强，这也说明黏土矿物的成分及其含量会对土样吸附有机污染产生影响. 另外，1- 2号、2- 2号、2- 3号土样对p,p′-DDE 吸附量呈现随着w(黏土矿物)的升高而增加，而2- 4号土样w(黏土矿物)高于2- 3号土样，其对p,p′-DDE吸附量却小于2- 3号土样，这可能是由于土壤中可吸附有机污染物的组成部分分成无机矿物表面、无定形的土壤有机质(软碳)和凝聚态的土壤有机质(硬碳)3个部分，前两者的吸附以分配为主，速度较快(决定吸附速率)，后者吸附为非线性，速度相对较慢(决定吸附容量)[35]. 由于每份土样中的来源及其性质不同，其中所含硬碳和软碳的含量不同，用H2O2处理的土样只去除了土样中的软碳，大部分硬碳得以保留，其含量各不相同，这可能是2- 4号土样中w(黏土矿物)高，但吸附量却小于2- 3号土样的缘故.a) p,p′-DDE在包气带土壤和含水层土壤中的吸附规律为初始阶段吸附速率快，而后减慢，最后达到吸附平衡. 其吸附动力学曲线均能用一级和二级反应动力学方程较好拟合.b) p,p′-DDE在包气带土壤和含水层土壤样品中的等温吸附过程均能用Freundlich模型和线性模型较好拟合. 其中，包气带土壤样品用线性模型拟合更好，表现出以单分子层吸附为主. 而含水层土壤样品对p,p′-DDE的吸附则伴随着多分子层吸附的复杂过程.c) 内源DOM的存在总体上抑制了p,p′-DDE在样品中的吸附；添加外源DOM对土壤吸附p,p′-DDE有抑制作用；去除有机质后的土壤样品对p,p′-DDE的吸附量与w(黏土矿物)呈正相关.【相关文献】[1] ZHOU Pingping,ZHAO Yunfeng,LI Jingguang,et al.Dietary exposure to persistent organochlorine pesticides in 2007 Chinese total diet study[J].Environment International,2011,42(1):152- 159.[2] XIN Jia,LIU Xiang,LIU Wei,et al.Production and use of DDT containing antifouling paint resulted in high DDTs residue in three paint factory sites and two shipyardsites,China[J].Chemosphere,2011,84(3):342- 347.[3] XUE Nandong,WANG Hongbo,XU Xiaobai.Progress in study on endocrine disrupting pesticides(EDPs) in aquatic environment[J].Chinese Science Bulletin,2005,50(50):2257- 2266.[4] 朱晓华,杨永亮,潘静,等.广州部分区域表层土壤中有机氯农药分布特征[J].环境科学研究,2012,25(5):519- 525. 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溶解性有机质对菲在沉积物上吸附与解吸性能的影响
Ｋｅ Ｌ ｂ ｒ ｔ ｒ ｆ Ｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ａ Ａｑ ａ ｉ Ｃ ｅ ｓ ｙ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｙ ａ ｏ ａｏ ｙ ｏ ｎ ｉ ｍｅ ｔ ｌ ｏ ｕｔ ｃ ｈ ｍｉｔ ， ｒ ｓ ａ ｃ Ｃｅ ｔ ｒ ｆ ｒ ｃ — ｎ ｉｏ ｍ ｅ ｔ ｌ ｃ ｅ ｃ ｓ ｎ ｅ ｏ Ｅ ｏ Ｅ ｖ ｒ ｎ ｎ Ｓ ｉ ｎ ｅ ，Ｃｈ ｎ ｓ ａ ｉｅ ｅ
定 的迟 滞性 ， 解 吸迟滞 性 可用 热力 学指 数 ＴＩ 描述 ． 菲初始 浓度 的增 加，Ｉ值先 减小 后增 加， 变化 可 以用吸 附在 高低位 点上 的菲 分 其 Ｉ来 随着 ＴＩ 其 子 比例 以及 菲分 子 是否 能够 被禁锢 在 吸 附剂微 孔 内部来 加 以解 释； 解性 有机 质 的存在 ， 进 菲从沉 积物 上 的解 吸， 使菲 的解 吸滞后 溶 能促 从而 性减 弱，增 强其 在水 环境 介质 中 的迁移 与传 输 能力． 关键 词 ：菲 ；沉积 物 ：吸 附 ；解 吸 滞后 ：溶 解性 有机 质
ｃ ｌ ｃｅ ｏ Ｄｏ ｇｉ ｇ（ ）ａｄＬａቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｈ ｉｅ（ ） ｉｅｓ ｒｓｅｔ ｅ ， ｓ ｇａｂ ｔｈｍｅｈ ｄ Ｔ ｅｅ ｅｔ ｏ ｉ ｏｖｄ ｏｌ ｔｄｆ ｍ ｎｊ ｎ Ｄ ｎ ｉ ｓｕｈ Ｌ ｒ ｒ ｅｐ ｃｉ ｌ ｕｉ ａｃ ｔｏ ． ｈ ｆ ｃｓ ｆ ｓ ｌ ｅ ｒ ａ ｎ ｖ ， ｖｙ ｎ ｄｓ ｅ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｓ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｄ ｓ ｒ ｔ ｎ ｂ ｈ ｖｏ ｓ ｏ ｈ ｎ ｎ ｈ ｅ ｅ ｗｅ ｅ ｉ ｖ ｓｉ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｓ ｎ ａｉ ｅ ｓ ｄ ｍｅ ｔ ｓｒ ｃ ： ｈ ｏｐ ｉ ｏ ｎ ｅ ｏ ｐ ｉ ｅ ａ ｉ ｒ ｆｐ ｅ ａ ｔｒ ｎ ｒ ｎ ｅ ｔ ｔ ｄ ｏ ｗｏ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔｔｖ ｅ ｉ ｎ ｓ ｏ ｇ
溶解性有机质及对重金属迁移转化的影响
溶解性有机质及对重金属迁移转化的影响溶解性有机质（Dissolved Organic Matter，DOM）是指在水中以溶液形式存在的有机物质，主要由腐殖质、蛋白质和酚类等组成。
DOM在自然环境中广泛存在，对于水质、生态系统和环境健康具有重要影响。
DOM可以通过溶解、胶体悬浮和微生物代谢等方式进入水体中。
其含量和组成受到多种因素的影响，包括降水、土壤和植被类型、地形、气候等。
DOM在水体中扮演着许多重要的生物地球化学过程。
它能够促进物质的溶解和转移，在水体中起到媒介和运输的作用。
同时，DOM还能够影响水体的光学特性、温度和氧，以及其他生物地球化学过程。
DOM对重金属的迁移转化有着重要的影响。
重金属是指密度较大的金属元素，如铜、铅、镉等。
它们在自然环境中存在且不易降解，对环境和生物体产生毒性作用。
DOM对重金属的迁移转化主要通过以下几个方面发挥作用：1.吸附作用：DOM中的功能官能团具有亲水性和亲金属性，能与重金属形成络合物或配位物，从而减少重金属的活性和毒性。
DOM的存在会增加重金属与水体中颗粒物质的接触面积，并促进重金属的吸附和沉积。
2.离子交换作用：DOM中的阴、阳离子能与重金属进行交换反应，改变重金属的溶解度和生物可利用性。
DOM中的阴离子如溶剂中的酸性根和亲硫基团能与重金属形成络合物，减少其溶解度。
3.酸碱作用：DOM能改变水体的pH值，影响重金属的溶解度和毒性。
DOM中的酸性物质如腐殖酸和酚类能够降低水体的pH值，增加重金属的溶解度。
4.生物作用：DOM通过与微生物的相互作用，影响重金属的生物转化和归趋。
DOM中的有机质可供微生物进行代谢，改变微生物的生态环境，从而影响微生物对重金属的吸附、解毒和转化能力。
总的来说，溶解性有机质对重金属的迁移转化起到重要的调节作用。
它通过吸附作用、离子交换作用、酸碱作用和生物作用等机制，改变重金属的溶解度、活性和生物可利用性。
这些过程不仅影响水体的质量和生态系统的健康，还对人体健康产生潜在影响。
土壤对污染物的吸附作用
土壤对污染物的吸附作用
土壤吸附是指有机物质及其混合物如有机溶剂、化学品、矿物质以及金属离子通过从水、空气及其他介质中吸入而进入固体颗粒而发生变化的作用过程，有助于物质的迁移及再分布并对物质的富集及偏析。
土壤的吸附作用可以有效减缓污染物的浓度变化，降低污染物的浓度。
特别是大气中的有机物，当它们接触到土壤时，由于表面张力或气相与液相(包括水)混合形成膜，空气中的有机污染物迅速沉积到土壤表面，形成膜状污垢物。
这些污染物极易吸附到土壤颗粒中，并暂时被固定在表面上，使其不能进一步污染空气，形成大气污染物的清洁剂。
此外，土壤的酸碱性也会影响污染物的吸附厚度，酸性的土壤容易结合金属离子。
在水溶液中，它会剥夺金属离子的电荷而被吸附在土壤颗粒上，颗粒表面发生富集现象，从而促进污染物的富集。
以上，我们可以简单了解到土壤的吸附作用，土壤不仅可以抑制污染物的进一步扩散，而且还可以帮助维持大气环境的洁净和稳定。
因此，从长远来看，保护土壤是确保大气质量的关键一步。
8阐述土壤有机质作用及其影响因素
8阐述土壤有机质作用及其影响因素土壤有机质是土壤中非矿质性有机物的总称，是土壤中一种非常重要的组分。
土壤有机质包括残体部分、动物和微生物的体残物、根系残体、腐殖质和腐泥质等。
土壤有机质在土壤中起着非常重要的作用，对土壤质地、结构、保肥力、保水力、通气性、微生物活性等都有着重要影响。
以下将从不同方面阐述土壤有机质的作用及其影响因素。
首先，土壤有机质对土壤质地和结构的影响非常显著。
土壤有机质对土壤的结构起着黏粒和胶粒的胶结作用，有机质与土壤中的矿物颗粒和其它有机质形成细团状，提高了土壤的团聚力和凝聚力，改善了土壤的结构。
同时，有机质能够减少土壤的压实度和湿泥化，保证土壤中有足够的孔隙度和通气孔隙度，有利于土壤水分顺畅、气体交换，保持土壤的透气性和排水性，改善土壤质地和结构。
其次，土壤有机质对土壤的保肥力和保水性有着显著影响。
土壤有机质中含有丰富的养分和微量元素，可为植物提供养分，保证作物生长发育。
土壤中的有机质能够吸附肥料中的养分，并通过土壤微生物的分解作用将这些养分释放给植物，起到有效养分供应的作用。
此外，土壤有机质能够增加土壤的黏粒含量，提高土壤的持水性，减少土壤中水分的流失，保护植物不受干旱。
此外，土壤中的有机质能够调节土壤中的酸碱度和电导率，提高土壤的肥力，保证作物的正常生长。
第三，土壤有机质对土壤中微生物的活性及土壤生态系统的健康有着显著影响。
土壤中的有机质是微生物的重要营养源，能够为土壤中的微生物提供能量和碳源，促进土壤中微生物的繁殖和代谢。
有机质能够影响土壤中微生物群落的构成和多样性，增加土壤微生物的生物量和活性，提高土壤生态系统的稳定性和抗逆性。
同时，土壤中的有机质对土壤中真菌和细菌的分解作用也有着显著影响，影响土壤中有机质的分解速率和过程，维持土壤中物质循环的平衡。
综上所述，土壤有机质在土壤中起着非常重要的作用，对土壤的质地、结构、保肥力、保水性、微生物活性等都有着重要影响。
影响土壤中有机质的因素众多，包括气候、土壤类型、植被覆盖、土地利用方式、土壤管理措施等。
土壤有机污染物迁移与转化机制
土壤有机污染物迁移与转化机制土壤有机污染物是指由人类活动而引起的，通过排放、溢漏等途径进入土壤中的有机化学物质。
这些污染物会对土壤环境造成严重威胁，并且可能进一步迁移到地下水或其他环境介质中，对生态系统和人类健康产生危害。
因此，了解土壤有机污染物的迁移与转化机制对于土壤污染的治理和环境保护具有重要意义。
本文将从溶解态和非溶解态两个方面来探讨土壤有机污染物的迁移与转化机制。
一、溶解态有机污染物的迁移与转化机制溶解态有机污染物主要以水溶解形式存在于土壤中。
它们的迁移与转化过程包括扩散、吸附、解吸、降解等环境过程。
具体来说：1. 扩散：溶解态有机污染物会在土壤水分的作用下发生扩散作用。
这是因为土壤孔隙中的水分分子与污染物分子之间存在着弱的相互作用力，导致有机污染物以扩散方式向周围环境迁移。
2. 吸附：当溶解态有机污染物与土壤颗粒表面发生作用时，会发生吸附现象。
这是由于土壤颗粒表面存在着一定的吸附位点，可以吸附溶解态有机污染物分子。
吸附是有机污染物在土壤中迁移过程中的重要阻碍因素。
3. 解吸：有机污染物在土壤中吸附后，有可能再次进入土壤水相中。
这是因为有机污染物与土壤颗粒之间的吸附作用是可逆的，当外界环境条件发生变化时，这些污染物可能会解吸，重新进入土壤水相。
4. 降解：溶解态有机污染物在土壤中还容易发生降解作用。
这是由于土壤中存在着一系列微生物、酶和其他催化剂，它们可以促进有机污染物的降解和转化为无害物质。
二、非溶解态有机污染物的迁移与转化机制非溶解态有机污染物是指存在于土壤固相中的化学物质，如溶解态有机物吸附在土壤颗粒表面形成的复合物。
其迁移与转化机制主要包括以下几个方面：1. 水流作用：非溶解态有机污染物的迁移与转化可以通过水流作用进行。
当土壤水分流动时，这些复合物可能会随着水的流动而迁移。
2. 土壤颗粒的碎化与运移：非溶解态有机污染物与土壤颗粒之间的相互作用受到土壤颗粒大小、形态以及土壤水分等因素的影响。
药物在土壤中的迁移与分布研究
药物在土壤中的迁移与分布研究药物是人类为了治疗疾病而使用的物质，广泛应用于医学和农业领域。
然而，当药物残留物排入环境中时，它们可能对土壤生态系统产生负面影响。
因此，了解药物在土壤中的迁移和分布是一项重要的研究任务。
一、药物在土壤中的迁移1. 溶解和扩散药物残留物经过排泄或排放后进入土壤中时，会首先溶解在土壤水分中。
这些溶解的药物分子可以通过水分的扩散作用向外迁移。
其迁移速度受到土壤孔隙结构、土壤水分含量和药物生物化学特性的影响。
2. 吸附和解吸土壤中存在着丰富的吸附剂，如有机质和矿物质。
药物分子会与这些吸附剂相互作用，发生吸附。
这可以减缓药物在土壤中的迁移速度。
然而，一旦土壤中的吸附位点饱和，药物分子可能解吸，继续向下迁移。
3. 克隆和扩散当药物残留物被植物吸收时，它们可以通过植物的根系克隆和扩散到土壤中。
这也是药物在土壤中迁移的重要途径之一。
二、药物在土壤中的分布1. 表层分布由于药物在土壤中的迁移速度较慢，大部分药物残留物往往在土壤的表层堆积。
这可能导致药物浓度在土壤表层较高，对土壤生态系统产生不利影响。
2. 下渗分布药物残留物也可以通过水分的下渗逐渐分布到土壤的较深层。
这种下渗分布可能受到土壤类型、水分运动和水流速度的影响。
3. 生物分布某些微生物和土壤动物可以降解和转化药物残留物，将其转化为无害或低毒的物质。
这些微生物和土壤动物在土壤中的分布也会对药物残留物的去除产生影响。
三、影响药物在土壤中迁移与分布的因素1. 土壤性质土壤的孔隙结构、比表面积和有机质含量等物理、化学属性会影响药物在土壤中的迁移和吸附行为。
2. 药物特性药物的分子结构、溶解度、吸附性和生物降解性等特性会直接影响其在土壤中的迁移和分布。
3. 水分运动土壤水分的运动过程是药物迁移的重要推动因素之一。
高含水量和较大的水流速度可能会加速药物的迁移。
4. 微生物活动土壤中的微生物可以通过降解和转化作用影响药物在土壤中的分布情况。
土壤吸附和解吸实验总结
土壤吸附和解吸实验总结土壤是地球上最重要的自然资源之一，它承载着植物生长所需的养分和水分。
土壤中的微生物和无机物质与植物根系相互作用，形成了土壤吸附和解吸的过程。
本文将通过对土壤吸附和解吸实验的总结，探讨土壤对物质的吸附和解吸能力以及其对环境的影响。
实验一开始，我们收集了不同类型的土壤样品，并进行了处理和分析。
为了确保实验结果的准确性，我们选择了具有代表性的土壤样品，包括砂质土壤、粘土壤和壤土。
这些土壤样品在土壤质地、有机质含量和微生物活性方面存在差异，可以更好地了解土壤的吸附和解吸特性。
我们将一定量的目标物质添加到土壤样品中，然后通过摇床或离心机进行充分混合。
在一定时间内，我们每隔一段时间取样，测量土壤中目标物质的浓度。
实验结果显示，土壤对目标物质的吸附能力与土壤类型、目标物质的性质和浓度以及实验条件有关。
土壤吸附和解吸的过程是一个动态平衡过程。
当目标物质添加到土壤样品中时，土壤颗粒表面的活性位点会与目标物质发生化学或物理吸附。
这种吸附作用可以通过吸附等温线来描述，它表示了土壤与目标物质之间的吸附关系。
实验结果表明，土壤吸附能力与目标物质的性质密切相关。
一般来说，极性物质在土壤中的吸附能力较强，而非极性物质的吸附能力较弱。
土壤的吸附能力主要受土壤质地、有机质含量和pH值等因素的影响。
砂质土壤由于颗粒粗大，比表面积较小，吸附能力较弱；而粘土壤由于颗粒小且比表面积较大，吸附能力较强。
此外，有机质含量的增加会显著提高土壤的吸附能力，因为有机质可以增加土壤颗粒表面的活性位点。
pH值对土壤吸附能力的影响也很大，当土壤呈弱酸性或中性时，吸附能力较强；而当土壤呈碱性时，吸附能力较弱。
除了土壤对物质的吸附能力，土壤对物质的解吸能力也是值得关注的。
在实验过程中，我们发现土壤样品在一定时间内会释放出部分吸附的物质。
土壤的解吸能力与吸附能力相对应，同样受土壤类型、目标物质性质和实验条件的影响。
解吸过程是土壤中吸附物质从土壤颗粒表面释放到土壤溶液中的过程，可以通过解吸等温线来描述。
溶解性有机质的动态变化及其对有机物吸附解吸的影响的开题报告
溶解性有机质的动态变化及其对有机物吸附解吸的影响的
开题报告
一、研究背景
水环境中存在着丰富的有机物，其中包括各种溶解性有机物，这些溶解性有机物对水体有着极大的影响。
溶解性有机物具有较强的生物毒性和化学毒性，会对水生生物、环境和人类健康造成威胁。
同时，溶解性有机物也是水中的主要污染物之一，处理水中的溶解性有机物已成为当今环境保护和水处理领域的重要研究领域。
溶解性有机质的数量和组成随环境和时间的变化而变化，这对其对有机物的吸附解吸过程产生了影响。
因此，深入研究溶解性有机质的动态变化及其对有机物吸附解吸的影响对于深入研究水中有机物污染和提高水处理效率具有重要意义。
二、研究内容
本研究将通过文献综述和实验研究两方面进行，具体内容如下：
1. 文献综述
通过对国内外文献的综述，归纳总结溶解性有机质的来源、类型、组成及其在水中的动态变化规律。
重点分析溶解性有机质对有机物吸附解吸过程的影响，并探讨溶解性有机质和有机物比例、种类、分子大小等因素对吸附解吸效率的影响。
2. 实验研究
通过实验研究，采用模拟水体，模拟不同污染水体中有机物吸附解吸过程，考察不同水质状况下溶解性有机质对有机物吸附解吸效率的影响。
同时，探究溶解性有机质和有机物比例、种类、分子大小等因素对吸附解吸效率的影响，并研究不同溶解性有机质和有机物比例时的最佳处理方案以提高水处理效率。
三、研究意义
研究溶解性有机质的动态变化及其对有机物吸附解吸的影响对于加深对水体污染的认识、提高水处理效率和改善水环境具有重要意义。
同时，研究结果可供水处理企业、环保部门等单位参考，为水环境保护和水处理技术的优化提供科学依据。
可变电荷与恒电荷土壤胶体对dna吸附与解吸特征
可变电荷与恒电荷土壤胶体对dna吸附与解吸特征土壤是地球上最重要的自然资源之一，它由矿物颗粒、有机和无机质、空气和水构成。
土壤中的无机物和有机物具有吸附和解吸的性质。
其中，可变电荷和恒电荷土壤胶体对 DNA 的吸附与解吸具有重要的影响。
可变电荷土壤胶体主要包括高岭石、伊利石、蒙脱土、水滑石等矿物物种。
这些矿物的表面带有负电荷，在水溶液中只要 pH 值低于等于它们的等电点（pHIEP），便带有正电荷，但吸附 DNA 的最大量却通常发生在 pHIEP 范围内。
伊利石和蒙脱土表面的可变电荷类似，高岭石和水滑石则由于其表面具有更多的氧化物基团而具有更高的表面电荷密度。
这些负电荷使得可变电荷土壤胶体在自然条件下能持续吸附大量 DNA 分子。
DNA 与土壤胶体之间的作用力主要有电荷吸引力、范德华力、静电斥力等作用力。
可以分为两个阶段来观察可变电荷土壤胶体对 DNA 的吸附与解吸。
在吸附阶段，高荷密度的土壤胶体表面会吸附许多 DNA 分子，这些分子会通过范德华力和其它未知机制与胶体相互作用起来。
在 DNA 通过电荷吸引作用和范德华力贴附在可变电荷表面时，由于表面电荷的静电斥力小于质子化后 DNA 分子的负电荷，它们之间就会产生黏附作用。
范德华力会起到稳定土壤胶体和 DNA 颗粒之间的作用。
同时，影响 DNA 和可变电荷胶体之间作用的还有电解质浓度（离子强度）在解吸阶段，可变电荷土壤胶体可以从 DNA 分子释放出来。
在高盐浓度环境下，催化解吸现象的主要原因是有机质与离子会降低固体与介质的相互作用能力，使其缩减影响力，这使得土壤胶体表面上吸附的 DNA 分子通过溶解和随机分子运动，最终与土壤胶体的分离。
还需要注意的是，低 pH 值和无机物质的加入都会减弱 DNA 和土壤胶体之间的相互作用，从而使 DNA 更容易解吸。
相比于可变电荷土壤胶体，恒电荷土壤胶体表面不带有可变电荷，在吸附荷质比较低的情况下抗吸附能力较高，因此在研究过程中，需要选择相应的矿物种类。
土壤溶解性有机质
土壤溶解性有机质土壤溶解性有机质是土壤中最主要的有机物质的一种，它的比重在土壤中可以达到几个百分点，甚至还可以达到3%以上，是土壤中重要的有机物质之一。
这种有机物质对土壤的物理结构及其营养素的分子运动有着重要的影响。
因此，对其研究及考察具有重要的意义。
定义上，土壤溶解性有机质是指在溶液中可以被溶解的有机物质，其特性是易溶解性和降解性，它与土壤有关，存在于土壤中，可以通过水和有机溶剂来溶解土壤中的有机物质，包括有机酸、醇、糖、脂肪类有机物质等。
土壤溶解性有机质的种类主要有三类：一类是易溶解性有机物。
它受到微生物的氧化降解，容易溶解于水中，且具有一定程度的抗菌活性。
其中又包括有机酸、脂肪类有机物质及其衍生物，比如萜醇类有机物质等。
第二类是抗性有机物，它不容易被水溶解，且抗微生物氧化降解，只能通过化学方法才能将其降解。
抗性有机物主要包括有机胺类有机物质，如木质素、有机酰基化合物和其它抗性有机物质。
最后一类是混合性有机物，它同时具有易溶解性及抗性有机物的特性，比如脂肪族有机物质及其衍生物。
土壤溶解性有机质的形成机制是一个比较复杂的过程，它可以源于已有的有机物，也可以来自植物和动物所释放的有机物，还可以从天然土壤中源于天然有机物，也可以来自人为污染物和添加物等。
土壤溶解性有机质在土壤中扮演着重要的角色，它可以提高土壤的70%粘土沉淀，提高其吸水性及保持土壤结构，这是土壤中有机质含量较高的地方；它可以抑制大量的主要养分，特别是氮的挥发；有机质的存在还可以改善微生物的活动，特别是改善土壤湿气的循环，增强土壤的抗旱性；对于植物而言，它可以提供多种矿物质元素，如氮、磷、钾等；此外，它还有一定的抑菌作用，可以促进植物的生长及发育。
综上所述，土壤溶解性有机质具有重要的作用，对土壤的物质结构及其营养物质的分子运动有着重要的影响。
因此，更好的了解和掌握土壤溶解性有机质的形成机制和其特性，对于研究及考察具有重要的意义，这也正是当前研究的主要方向。