苯胺在典型土壤中的吸附、解吸附特性研究

苯胺在典型土壤中的吸附、解吸附特性研究
袁进;李洋;魏亮亮;李超;张万昌;赵庆良;崔福义;李瑞云
【摘要】采用平衡振荡法研究了苯胺在黄土、黏土和粉煤灰三种典型土壤中的吸附和解吸附规律.在5g·L-1土壤投加量下,黄土及黏土在30℃下对苯胺的吸附容量约为7～8 mg·g-1,远高于粉煤灰吸附量(2.1～2.2mg·g-1),且低温使三种土壤样品对苯胺的吸附能力明显下降.黏土和黄土在中性条件下对苯胺的吸附量最高,但在酸性和碱性条件下吸附能力明显下降,在酸性条件下尤为明显,而粉煤灰对苯胺的吸附在pH =7条件下低于碱性及酸性条件.黄土、粉煤灰和黏土对苯胺的吸附均符合准二级动力学方程,其中黄土和黏土对苯胺的吸附满足Freundlich吸附等温式,而粉煤灰吸附更符合Langmuir方程.解吸附实验结果表明,吸附在黄土中的苯胺会在短时间内快速解吸附,而在黏土中需时较长,这与其具有较高的比表面积有关.
【期刊名称】《黑龙江大学自然科学学报》
【年(卷),期】2013(030)006
【总页数】8页(P794-801)
【关键词】苯胺;土壤;吸附;解吸附;动力学
【作者】袁进;李洋;魏亮亮;李超;张万昌;赵庆良;崔福义;李瑞云
【作者单位】山西省生态环境研究中心,太原030001;哈尔滨工业大学市政环境工程学院城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨150090;哈尔滨工业大学市政环境工程学院城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨150090;山西省生态环境研究中心,太原030001;哈尔滨工业大学市政环境工程学院城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨150090;哈尔滨工业大学市政环境工程学院城市水资源与
水环境国家重点实验室,哈尔滨150090;哈尔滨工业大学市政环境工程学院城市水
资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨150090;山西省生态环境研究中心,太原030001
【正文语种】中文
【中图分类】X703
0 引言
苯胺是重要的化工原料，广泛用于农业、医药、橡胶、染料等工业生产和生活领域，具有“致癌、致畸、致突变”效应，被我国列为环境优先控制污染物之一［1-2］。

含苯胺的废水未经有效处置而排入环境后不仅会污染地表水体，也可通过土壤渗透作用进入地下水，威胁供水安全［3-4］。

土壤作为苯胺进入地下水的重要介质和直接作用场所，在一定程度上能够通过吸附、过滤作用部分去除进入土壤中的苯胺［5］。

当大量苯胺进入土壤后，势必对土壤造成污染［6-7］，苯胺对土壤的污染可概括为吸附和解吸附的动态过程；当大量苯胺进入土壤后将使得表层土壤达到吸附饱和，一旦环境条件发生变化，吸附在土壤中的部分苯胺将通过解吸附作用部分释放。

通常情况下，土壤对苯胺的吸附—解吸效能受到环境因素、土壤种类与性质等影响。

邓晶等［7］研究指出对塿土耕层进行有机改良能显著提高苯胺的吸附速度，苯胺在塿土耕层中的吸附以快速吸附反应为主；孟昭福［2］的研究结果亦表明耕层修饰能提高苯胺的吸附能力；宋艳宇等［3］指出苯胺在三江平原湿地土壤中的吸附主要通过疏水分配作用和阳离子交换作用完成，且吸附能力较强，湿地土壤中草甸白浆土对苯胺的解吸率(47.5%) 要高于泥炭沼泽土(6.2%) 。

上述研究还将Freundlich 吸附等温式和Henry 模型用于对苯胺的吸附动力学研究。

孙红丽等
［4］对比研究了4 种土壤砂介质对苯胺的吸附特性，指出无菌条件下介质对苯胺的吸附过程满足假二级动力学方程，而在土著微生物作用下可用一级反应动力学进行拟合。

此外，目前有学者采用添加液促进电动法［8］、投加苯胺降解菌
( PN1001、AN-Y、AN -B 和AN-H 等) 对苯胺污染的场地进行探索性修复［9-10］。

综上所述，目前的研究主要集中于在实验室条件下针对不同土壤对苯胺的吸附效能及吸附特征进行研究，而对实际场地中不同土壤对苯胺的吸附解吸附研究较少，特别是对土壤中有机物含量对苯胺吸附的影响研究更少。

基于此，为了全面了解苯胺在土壤中的污染特征，本文研究了三种典型土壤( 黄土、黏土、粉煤灰) 对苯胺的吸附及解吸附特性，对比了不同反应条件下的吸附解吸附效能，相关研究成果将为苯胺在土壤中的净化和治理提供理论依据。

1 实验部分
1.1 仪器与试剂
土壤中总有机碳含量采用TOC-5000 型总有机碳分析仪( 日本岛津公司) 测定；液相中的苯胺由T6 新世纪紫外可见分光光度计( 北京普析通用仪器有限责任公司) 测定；土壤中的苯胺含量由Agilent 6890 型气相色谱仪( 美国安捷伦公司) 测定；典型土壤样品的比表面积及总孔容由ASAP2020 型比表面分析仪( 美国麦克仪器公司) 测定；土壤样品的化学组成由AXIOS -PW4400 型X 射线荧光光谱仪( XRF) ( 荷兰帕纳科公司) 测定；溶液pH 值由pHs-3C 型pH 计( 上海精科雷磁) 测定。

苯胺为色谱纯；其他试剂均为分析纯。

1.2 实验样品
实验用黄土、黏土及粉煤灰取自某水库库底未受苯胺污染的区域( 该水库部分库底受苯胺污染) 。

土壤采回后，置阴凉通风处自然风干，挑出残枝枯叶后碾碎，过1 mm 筛备用，然后按《土壤学实验指导》测定土壤理化性质［11］。

苯胺污染土壤样品制备：称取100 g 土壤样品( 黄土、粉煤灰、黏土) 于1 000 mL 烧杯中，分别取200 和500 mg 的苯胺加入丙酮溶液，使混合液体积达到20 mL，同三种土样混合，用玻璃棒充分搅拌均匀，于阴凉通风处风干24 h，使丙酮挥发完全，理论上可制备苯胺浓度分别为2 和5 mg·g-1的土壤样品。

1.3 苯胺的测定方法
溶液中苯胺浓度的测定采用GBT 11889 -89 水质-苯胺类化合物的测定—N -(1 -萘基) 乙二胺偶氮分光光度法［12］。

土壤中苯胺采用顶空气相色谱法测定［4，13］，具体方法如下：将2.0 g 黄土( 黏土和粉煤灰样品步骤相同)样品移至20 mL 顶空瓶内，加入2.5 g NaOH，再加入5.0 mL 蒸馏水，盖紧盖子，充分振摇混合均匀后进行顶空气相色谱分析。

气相色谱仪操作条件为：使用震荡模式，80 ℃恒温20 min，进样针105 ℃，进样体积800 μL。

色谱柱进样口200 ℃，恒流模式，1 ∶1 分流，柱流速2 mL·min-1；载气为高纯氮气；柱温60 ℃，保持1 min，以20 ℃·min-1的速度升温至120 ℃，保持2 min。

1.4 黄土、黏土、粉煤灰对苯胺的吸附
苯胺吸附实验均采用平衡震荡法［14］，吸附过程在恒温水浴振荡器中通过平衡批次法实现，并分别对黄土、黏土和粉煤灰样品进行吸附实验。

此外，实验中在150 mL 苯胺溶液中加入0.3 mL(0.1mol·L-1) 的叠氮化钠［3］以抑制生物降解作用，实验均重复3 次。

1.4.1 苯胺初始浓度的影响
在250 mL 具塞锥形瓶中分别加入1、5、10、20、30、50 和100 mg·L-1的苯胺150 mL( pH =7) ，再加入0.75 g土壤样品( 土壤投加量5 g·L-1) ，在30 ℃的恒温水浴密封避光下震荡2 h，然后用0.45 μm 的滤膜抽滤溶液，测定苯胺含量。

1.4.2 吸附时间的影响在各锥形瓶中加入50 mg·L-1苯胺溶液150 mL，均加入
0.75 g 土壤样品后在30 ℃下进行吸附实验，分别于2、5、10、20、30、60、
90 和120 min 时取样，测定苯胺的含量。

1.4.3 pH 的影响
制备pH 值分别为4、5、6、7、8、9、10 的苯胺溶液各150 mL( 苯胺浓度50 mg·L-1) ，加入0.75 g 土壤样品后在30 ℃下进行吸附实验，测定溶液中苯胺含量。

1.4.4 温度的影响
在各锥形瓶中加入50 mg·L-1苯胺溶液150 mL，分别加入0.75 g 土壤样品，于pH =7 条件下分别在10、20 和30 ℃进行苯胺吸附实验，测定溶液中苯胺含量。

1.4.5 土壤有机物含量对苯胺的影响
黄土、黏土、粉煤灰中有机物的去除通过加入过氧化氢来实现［15］，具体方法为：称取20 g 风干并过筛的黄土、黏土、粉煤灰样品于500 mL 烧杯中，先加少量的蒸馏水使之润湿，然后加入10 mL 30%H2O2，搅拌混合后盖好，在70 ～
80 ℃水浴上加热氧化，期间经常搅拌土样，待泡沫消失后，继续滴加H2O2，直
至土色变淡无反应为止，过量的H2O2 煮沸去除，冷却风干后重新过筛备用。

1.5 苯胺在黄土、黏土、粉煤灰中的解吸附
在250 mL 具塞锥形瓶中加入纯净水148 mL，再加入0.01 mol·L-1的CaCl2 2 mL，然后分别加入苯胺浓度为2 和5 mg·g-1的土壤样品5 g，置于30 ℃的恒温水浴条件下密封避光震荡1、2、4 和10 h，然后用0.45 μm 的硝酸纤维素膜抽
滤溶液，测定苯胺含量。

在此基础上，将苯胺含量为2 和5 mg·g-1的黄土、粉煤灰、黏土样品进行解吸附实验研究，测定不同解吸附时间(1、2、4 和10 h) 、不同pH 值(4、5、6、7、8、9 和10) 及不同温度(10、20 和30 ℃) 条件下溶液中解析出的苯胺的含量。

2 结果讨论
2.1 待测试土壤样品的理化特性
表1 为实验用黄土、黏土及粉煤灰的物理化学性质参数分布表。

由表1 可知，待测试黄土、黏土及粉煤灰理化性质差异明显，其中黄土和黏土中有机C 含量分别为3.63%和2.20%，明显低于粉煤灰(22.58%) ，表明所取粉煤灰样品中含有较高含量的有机C，高有机C 含量在一定程度上将降低粉煤灰对苯胺的吸附。

BET 结果显示，黏土的比表面积最高(45.0 m2·g-1) ，其次为黄土(36.7 m2·g-1) ，粉煤灰最低(13.8 m2·g-1) ，与之对应的是，三种样品平均孔径分布：粉煤灰(76.5 Å) ＞黄土(51.3 Å) ＞黏土(49.4 Å) 。

通常情况下，高比表面积的黏土对化学物质具有较高的吸附效能，有利于苯胺的吸附。

XRF 的检测结果显示，粉煤灰中Al2O3 的含量占固体总含量的百分比明显高于黄土和黏土，表明粉煤灰中Al2O3 在强酸和强碱性条件下将会溶出，有利于有机物的总体去除。

表1 实验用黄土、黏土及粉煤灰的物理化学性质Table 1 Physicochemical characteristics of experimental loess，clay and fly ash土壤黄土黏土粉煤灰BET 比表面积（m2·g-1）36.7 45.0 13.8总孔容（cm3·g-1）0.047 0.056 0.026 BJH 累积吸附孔容（cm3·g-1）0.060 0.070 0.041平均孔径（Å）51.3 49.4 76.5有机碳含量（%）3.6 2.2 22.6 pH 7.25 7.74 8.10 CEC（mol·kg-1）20.8 26.3 6.8 C/H 比值2.90 4.24 25.32
2.2 不同初始浓度下黄土、黏土和粉煤灰对苯胺的吸附
图1 苯胺初始浓度对三种土壤样品吸附的影响Fig. 1 Effect of initial aniline concentration on the adsorption capacity of three soil samples
图2 去除有机物后三种土壤样品对不同初始浓度苯胺的吸附Fig. 2 Effect of initial aniline concentration on the adsorption capacity of three soil samples after removal of organics
图1 为黄土、黏土和粉煤灰对不同浓度苯胺吸附量的分布图。

可以看出，随着苯
胺初始浓度的升高，黄土、黏土及粉煤灰对苯胺的吸附量均呈上升趋势，并逐步达到吸附平衡。

黄土和黏土对苯胺均具有较强的吸附性，吸附能力均大于7 mg·g-1。

对比发现，粉煤灰对苯胺的吸附能力在2.0 ～2.2 mg·g-1之间，明显较低。

通常
情况下，粉煤灰的吸附性较强，本实验中粉煤灰较弱的吸附能力与其达到吸附饱和有一定的关系，此外，实验用粉煤灰含有较高含量的有机物，在一定程度上影响了其吸附性能。

当黄土中有机物去除后，其对苯胺的吸附能力从7mg·g-1 降低至2 mg·g-1，降
低了约70%( 见图2) 。

通常情况下，有机物能起到吸附架桥、化学络合、耦合作
用等效果［16］，故黄土中有机物的存在对提升苯胺的吸附具有显著促进作用；
类似的，黏土中有机物去除后，其对苯胺吸附能力的降低作用更为明显( 高于70%) 。

有机物部分去除后的粉煤灰对浓度为50 mg·L-1的苯胺的吸附能力提升
了约33%，导致上述结果的出现主要是因为粉煤灰中吸附了大量的腐殖酸类有机物，该类物质能够竞争粉煤灰上的吸附位点，影响其对苯胺的吸附。

2.3 不同反应时间、不同pH 值及不同温度下黄土、黏土和粉煤灰对苯胺的吸附
图3 为不同吸附时间下黄土、黏土和粉煤灰对苯胺吸附量的分布图。

从图3 可以
看出，黄土对苯胺吸附达到饱和需时较长；在吸附开始的10 min 内，吸附在黄土上的苯胺占到其总吸附量的65%，而在后续的10 ～60 min里，黄土对苯胺的吸附仍在进行，但增幅相对缓慢；黏土具有较高的苯胺吸附容量，但其对苯胺吸附达到饱和需时最长，当反应持续60 min 后其对苯胺的吸附量仅达到吸附饱和量的83%。

相对应的，粉煤灰在短时间内就能达到较高的吸附量，吸附速率明显高于
黄土和黏土，经过长达60 min 的反应，吸附在粉煤灰上的苯胺有脱吸附的可能。

通过比较后发现，粉煤灰对苯胺吸附速率明显快于黄土和黏土，但吸附容量低于黄土和黏土。

图4 为不同pH 值条件下黄土、黏土和粉煤灰对苯胺的吸附量分布图。

由图4 可以看出，不同pH 值条件下黏土和黄土对苯胺的吸附特性较相似，均为在中性条件下吸附效率最高。

在pH 值为4 和10 条件下，黏土对苯胺的吸附能力约为中性条件下的80%，但碱性条件下黏土对苯胺的吸附能力略高于酸性条件。

在pH 值为4 条件下，黄土对苯胺的吸附量比碱性条件下更高，该研究结果主要与土壤中腐殖酸在碱性条件下的溶出有关。

图3 不同吸附时间下三种土壤样品对苯胺的吸附Fig. 3 Effect of reaction time on the adsorption capacity of three soil samples for aniline removal
图4 不同pH 值下三种土壤样品对苯胺的吸附Fig. 4 Effect of pH on the adsorption capacity of three soil samples for aniline removal
中性pH 条件下粉煤灰对苯胺的吸附量较小，但在碱性和酸性条件下对苯胺的吸附率升高，主要因为：(1) 该条件下粉煤灰中Al3+、Fe2+等离子能够析出，在一定程度上起到吸附架桥及混凝作用；(2) 实验用粉煤灰已吸附了部分溶解性有机物、腐殖酸类物质，该类物质在酸性和碱性条件下均能溶出，使粉煤灰上部分吸附位点空出，一定程度上促进了吸附［17］。

通过实验结果对比可以发现，碱性条件更有利于粉煤灰对苯胺的吸附。

低温条件下，黄土、黏土及粉煤灰对苯胺的吸附效能均出现明显下降( 见图5) 。

相较于黄土和黏土，粉煤灰在10 ℃及20 ℃条件下对苯胺的吸附效能降低较少。

此外，在不同的温度条件下，三种土壤样品对苯胺的吸附能力均是黄土和黏土要高于粉煤灰。

图5 不同温度下三种土壤样品对苯胺吸附的影响Fig. 5 Effect of temperature on the adsorption capacity of three soil samples for aniline removal
2.4 苯胺在不同土壤中的吸附动力学及吸附热力学特性
为了进一步研究苯胺在黄土、黏土及粉煤灰中的吸附动力学特性，分别用准一级动
力学方程、准二级动力学方程和内部扩散模型来模拟黄土、黏土、粉煤灰对苯胺的吸附过程［18-19］。

各模型的动力学方程如下：
式中，qt—t 时刻吸附剂对应的吸附量( mg·g-1) ； qe—平衡时单位重量的吸附
剂对有机物的吸附量( mg·g-1) ；k1—准一级反应速率常数；k2—准二级反应速
率常数； ki—内部扩散模型反应速率常数； t—吸附时间；C—内扩散常数。

由表2 中的回归系数可明显看出，相比较于准一级吸附动力学方程和内扩散模型，准二级动力学方程能够更好的用来模拟黄土、粉煤灰、黏土对苯胺的吸附过程( R2 ＞0.992 3) 。

另外，苯胺(50 mg·L-1 DOC 浓度时) 在三种土壤样品吸附过程中准二级动力学方程反应速率常数qe 从高到低依次为黏土( 5.19 mg·g-1)＞黄土(4.46 mg·g-1) ＞粉煤灰(2.44 mg·g-1) 。

从以上实验结果可以看出，黏土和黄土对苯胺的吸附能力较强，而粉煤灰的吸附能力相对较弱。

粉煤灰对苯胺的吸附速率(0.189 g·mg-1·min-1) 明显高于黄土和黏土，这也是黄土和黏土对苯胺的吸附达到平衡
需时较长的主要原因。

此外，黄土和黏土对苯胺的吸附在一定程度上可以用内部扩散模型来模拟( R2 ＞0.928 8) 。

表2 黄土、黏土及粉煤灰对苯胺的吸附动力学参数分布Table 2 Kinetic parameters of aniline for loess，clay and fly ash adsorption黄土粉煤灰黏土
C0（mg·L-1）50 50 50准一级动力学方程qe k1（mg·g-1）4.55 2.45 5.25（min-1）0.017 9 0.025 2 0.021 1 R2 0.907 1 0.632 3 0.956 4准二级动力学方程qe k2（mg·g-1）4.46 2.44 5.19（g·mg-1·min-1）0.040 0.189 0.026 R2
0.998 5 0.999 4 0.992 3内扩散方程ki（mg·g-1·min-0.5）0.208 0 0.069 7
0.251 2 R2 0.928 8 0.735 8 0.960 2
黄土、黏土和粉煤灰对苯胺的吸附热力学特性可由Langmuir 和Freundlich 公式表示。

其中Freundlich 吸附等温式广泛用于吸附剂对溶液中无机及有机物质吸附
过程的表征；Langmuir 吸附等温式假设吸附剂的吸附过程为单分子层吸附，且被吸附的各分子间无相互作用［20］。

Langmuir 和Freundlich 吸附等温式可表示为：
式中，Ce—吸附剂吸附平衡后溶液中吸附质的浓度( mg·L-1) ；Qe—吸附质对有
机物的吸附量( mg·g-1) ；Q0—Langmuir 等温式常数( mg·g-1) ，表示吸附剂的最大吸附能力；b—Langmuir 等温式常数，表示吸附剂的吸附能；Freundlich 等温式中吸附剂的最大吸附能力和吸附性能分别用KF( mg·g-1) 和n 表示。

表3 黄土、黏土和粉煤灰对苯胺吸附所对应的Langmuir 及Freundlich等温式参数分布Table 3 Parameters of Langmuir and Freundlich isotherms for loess,clay and fly ash adsorptionb R2 n R2黄土粉煤灰黏土Langmuir 等温式
Q0 （mg·g-1）5.77 3.98 5.28 0.020 0.029 0.022 0.929 0 0.961 1 0.902 2 Freundlich 等温式KF （mg·g-1）2.780 2.770 2.776 0.065 0.675 0.675 0.971
5 0.947 3 0.947 3
由Langmuir 和Freundlich 等温式对苯胺吸附过程进行模拟，所得实验结果如表
3 所示。

黄土、黏土对苯胺吸附过程中，由于Freundlich 吸附等温式对应的
R2( 分别为0.971 5 和0.947 3) 高于Langmuir 对应的R2( 分别为0.929 0 和
0.902 2) ，故黄土和黏土对苯胺的吸附满足Freundlich 吸附等温式。

相反，常用来表征单分子层吸附的Langmuir 方程更符合粉煤灰对苯胺的吸附。

由表3 中Q0 的结果可知，黄土对苯胺的吸附能力最强，为5.77 mg·g-1，黏土次之( 5.28 mg·g-1) ，粉煤灰最低( 3.98 mg·g-1) ，上述模拟结果与实验测试结果基本一致。

2.5 土壤中苯胺的解吸附特性
吸附在黄土中的苯胺最容易解吸附出来，粉煤灰次之，而黏土最低( 见图6) 。

解
吸附百分率的百分比与解吸附量的分布趋势较一致，均表现为黄土最高(10 h 后解
吸附百分率为54.3%) ，粉煤灰及黏土相当( 分别为48.5%和48.4%) 。

总体而言，吸附在黄土中的苯胺会在短时间内快速解吸附出来，而吸附在黏土上的苯胺达到解吸附平衡需时较长，这与其较高的比表面积相关。

从图6 中可以看出，苯胺含量为2mg·g-1的粉煤灰、黄土、黏土中苯胺的解吸附趋势与5 mg·g-1的苯胺的含量的解吸附趋势一致，但在该条件下其解吸附百分率相对较高，如苯胺含量为2 mg·g-1的黄土经10 h 解吸附后苯胺的解吸附百分率
接近60%。

图6 三种土壤在不同时间下苯胺的解吸附百分率：(a) 5 mg·L －1苯胺；(b) 2 mg·L －1苯胺Fig. 6 Effect of reaction time on the aniline desorption of three soil samples：(a) 5 mg·L－1 aniline；(b) 2 mg·L－1 aniline
不同pH 值条件下黄土、黏土和粉煤灰中苯胺的解吸附总量差异明显( 见图7) ，
其中黄土和黏土中的苯胺在pH 值为8 条件下较易发生解吸附，此时解吸附出的
苯胺的量分别占黄土和黏土中苯胺总量的48.7%和46.3%，这两种土样中的苯胺
在pH 值为9 和10 条件下解吸附总量出现明显下降。

吸附在粉煤灰上的苯胺在碱性条件下容易解吸附，去除效率相对较高(48.9% ～53.1%) ，而在酸性条件下解
吸附量均相对较低(44.5% ～46.4%) ，这主要与碱性条件下粉煤灰中腐殖酸和苯
胺的协同溶出有关。

图7 三种土壤在不同pH 值条件下苯胺的解吸附总量Fig. 7 Effect of pH on the aniline desorption of three soil samples
图8 三种土壤在不同温度条件下苯胺在1h 后的解吸附总量Fig. 8 Effect of temperature on the aniline desorption of three soil samples under 1 h reaction
苯胺含量为5 mg·g-1 的土壤样品在pH 值为7 条件下进行解吸附实验，不同温度条件下( 10、20 和30 ℃) 土壤样品经1 h 后解析出的苯胺含量见图8。

从图中可
以看出，随着温度的升高，吸附在黄土、黏土和粉煤灰中的苯胺在pH 值为7 条
件下解吸附量逐步增加，黏土的增幅最为明显，从10 ℃的3.8 mg 增加至30 ℃
的11.8 mg。

相较于黄土和黏土，随着温度的升高粉煤灰中苯胺的解吸附量增幅
较缓，从10 ℃的5.9 mg增加至30 ℃的10.3 mg。

随着解吸附时间的延长，吸附在黄土和黏土中的苯胺在低温条件下(10 ℃) 的解吸
附百分率迅速增加，当吸附时间从1 h 增加至2 h，黄土中苯胺的解吸附百分率从27.7%增加至38.0%，黏土的解吸附百分率在此过程中从15.3%增加到30.4%。

相对应的，粉煤灰随着解吸附时间从1 h 增加至2 h，其解吸附百分率从23.8%增加至38.1%。

在20 和30 ℃条件下，黄土、黏土和粉煤灰上吸附的苯胺的解吸附量随着解吸附时间的延长增幅不是很明显。

因此，低温条件不利于土壤中苯胺的解吸附发生。

值得注意的是，低温条件下粉煤灰中苯胺的解吸附量要高于黄土和黏土，表明低温条件对粉煤灰中苯胺的解吸附影响较小。

3 结论
通过对黄土、黏土及粉煤灰( 未被苯胺污染的样品) 对苯胺吸附及解吸附特征的研究，得出如下结论：
1. 在5 g·L-1土壤投加量下，黄土及黏土在30 ℃下对苯胺的吸附容量约为7.0 ～8.0 mg·g-1，明显高于粉煤灰(
2.1 ～2.2 mg·g-1) 。

黏土和黄土中有机物的存在
对苯胺的吸附起到促进作用，特别是黏土，而粉煤灰中有机物的存在不利于苯胺的吸附。

2. 黏土和黄土对苯胺的吸附量在中性条件下最高，但粉煤灰对苯胺的吸附在碱性
及酸性条件较佳，这与酸碱条件下粉煤灰中有机物的析出有关。

低温条件下，黄土和黏土的吸附效能明显下降。

3. 黄土、粉煤灰、黏土对苯胺的吸附符合准二级动力学方程( R2 ＞0.992 3) ，准
二级动力学方程反应速率常数qe 依次为黏土＞黄土＞粉煤灰。

黄土和黏土对苯胺
的吸附满足Freundlich 吸附等温式，而粉煤灰更符合Langmuir 方程。

4. 黄土中苯胺的解吸附速率最快(54.3%) ，粉煤灰及黏土相当( 约48%) ；黄土和黏土中苯胺的解吸附在pH 值为8 条件下最快，随着温度的升高，其解吸附量明
显增加。

参考文献
［1］孙丽红，罗泽娇. 苯胺在土壤悬浊液中的吸附降解效应研究［J］. 环境工程
学报，2010，4(10) ：2204 -2206.
［2］孟昭福，李荣华，张一平，等. 有机修饰塿土对苯胺的吸附［J］. 土壤通报，2008，39(1) ： 143 -149.
［3］宋艳宇，宋长春，柴俊海，等. 三江平原湿地土壤对苯胺的吸附-解吸作用［J］. 中国环境科学，2008，28(9) ： 781 -785.
［4］王鹏，冯燕，蔡赟杰. 水动力条件对太湖底泥吸附苯胺性能的影响［J］. 环境科学与技术，2013，36(5) ： 117 -123.
［5］黄晓华. 顶空气相色谱法测定土壤中苯胺［J］. 分析测试技术与仪器，2012，18(4) ： 227 -229.
［6］陈志刚，于萍，罗运柏，等. 苯胺泄露至土壤中的迁移及应急处置试验模拟研究［J］. 环境科学导刊，2013，32(5) ： 1 -5.
［7］邓晶，王朝辉，张一平，等. 改良耕层土壤中苯胺的吸附动力学［J］. 农业环境科学学报，2010，29(1) ： 116 -121.
［8］张兴，苏凤，李丽. 添加液促进电动法修复苯胺污染砂土的试验研究［J］. 北方环境，2010，22(6) ： 49 -53.
［9］ KIM J W，WANG L，BARRINGTON S. Microbial PN1001 remediation of pentyl amine and anilin from wastewater pollution. Journal of Shenyang University of Chemical Technology，2013，27(1) ： 88 -96.
［10］程雅楠，陈鸿汉，刘菲. 利用正交法分离鉴定苯胺降解菌及对其降解特性的研究［J］. 安徽农业科学，2011，39(15) ： 9002 -9005.
［11］林大仪. 土壤学实验指导［M］. 北京：中国林业出版社，2004.
［12］国家环境保护总局.水和废水监测分析方法［M］. 第四版. 北京：中国环境科学出版社，2002.
［13］邓延慧，何忠，齐静娴，等. 顶空气相色谱法快速测定土壤中苯、苯胺和硝基苯［J］. 环境监测管理与技术，2009，21 (1) ： 22 -24.
［14］张志成，姚成，丁成，等. 对氯苯胺在湿地土壤中的吸附解析特性研究［J］. 湖北农业科学，2009，48(4) ： 838 -841.
［15］宋艳宇，宋长春，柴俊海，等. 硝基苯、苯胺在湿地土壤不同有机组分中的吸附特征［J］. 环境科学学报，2009，29(5) ： 997 -1003.
［16］ DONALDSON F P，NYMAN M C. Short-term interactions of aniline and benzidine with three soils in both natural and artificial matrices ［J］.Chemosphere，2006，65(5) ： 854 -862.
［17］ WANG S B，MA Q，ZHU Z H. Characteristics of coal fly ash and adsorption application［J］. Fuel，2008，87(15 -16) ： 3469 -3473. ［18］ HO Y S，CHIANG C C. Sorption studies of acid dye by mixed sorbents［J］. Adsorption，2001，7(2) ： 139 -147.
［19］ WEI L L，WANG K，ZHAO Q L，et al. Kinetics and equilibrium of adsorption of dissolved organic matter fractions from secondary effluent by fly ash［J］. J Environ Sci-China，2011，23(7) ： 1057 -1065.
［20］ WANG S B，ZHU Z H. Humic acid adsorption on fly ash and its derived unburned carbon［J］. J Colloid Interf Sci，2007，315(1) ： 41 -46.。