沉积物对多环芳烃吸附作用的研究进展

同 ，多种 吸 附机制 （ 机理 ）可 同时 发生 ，可 以产 生 多 种不 同形状 的吸 附等温线 ，或者不 同等温线 的组
解作用 。研究 Ｐ Ｈ 在土壤 （ Ａｓ 沉积物）上的吸附行 为对 于认识 Ｐ Ｈ 在 土壤 环境 中的持 留、分 布 、迁 Ａ ｓ 移 转化 、归宿及 生物 有效性 等具 有重要 意 义 ，进 一 步 探讨 多环 芳烃 在土 壤介 质 中的迁移 转化 规律 ，为 多环芳烃的光降解和生物降解 的研究提供理论基
ｎ ｏ ｒ ｐ ｎ ｇ ｆｃ ｏ ａ ｃ ｉ ｂ ｏｐ ｏ ｅ ｒ ｄ ｔ ｎ ｗｅ ａ ｌ ｚ ｄ ｉ ｈｓ ａ ｅ ．Ａｔ ｈ ａ ｌ ｉ ｏ ｒｂ ｅ ａ ｄ ｃ ｒ ｓ ｏ ｄ ｎ ａ ｔ ｒ ｅ ｔ ｇ ｔｅ ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｄ ｇ ａ ａ ｏ ｒ ａｙ ｅ ｎ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｅ ｉ ｓｆ ｎ ｈ ｉ ｎ ｉ ｅ ｎ ｅ ｓ ｎｅ ｔ ｔ ｍｅ ｓ ｍｅ ｐ ｏ ｌｍｓ ａ ｏ ｔ ＡＨｓ ｓ ｒ ｔ ｎ ｗｅｅ ｐ ｓ ｎｅ ．Ｓ ｉ ｓ ｄ ｍｅ ｔｉ ａ ｃ ｍｐ ｅ ｙ ｔｍ ｉ ｌ － ｄ ａ ａ ｄ ｍｕｔ ｉ ｔｒａ ｅ，ｗ ｉ ｈ ｐ ｓ ｅ ｓ ｓ ｂ ｕ Ｐ ｏ ｉ ｒ ｒ ｅ ｔ ｐ ｏ ｅ ｄ ｏｌ ｅ ｉ ｎ ｓ ｏ ｌ ｘ ｓ ｓｅ ｗ ｔ ｍｕｔ ｍｅ ｌ ｉ ｎｅ ｆｃ ／ ｈ ｉ ｉ ｎ — ｈ ｃ ｓ ｓｅ ｏ
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壤 和沉积物 对多环芳烃的吸 附作用机理 ，分析 了其影响 因素及吸 附作用对其他 降解过 程的影响 ，并探讨 了所存在的主 要 问题及发展 趋 势。土 沉积物是 一个复杂的 多介质多界面体 系，具 有复杂 的吸 附活性 中心 ，多环 芳烃在 其上的吸 附是矿 物成分和有机物质共 同作用 的结果而非单一 的表 面吸 隙过 程或分 配过 程 ，因此形 成 了各式各 样的吸 附等温线 。
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孙 亚平 ，石 辉
（ 西安建筑科技大学 环境 与市政工程学 院 西北 水资源与环境生态教ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ部重点实验室 ，西 安 ７０ ５ ） １０ ５
摘 要 ：多环 芳 烃在 土壤 和 沉积 物 上 的 吸 附作 用是 影 响其 持 留 、分 布 、迁 移 转 化 及 最 终 归趋 的 关键 过 程 。 本 文 阐述 了 土
ｉ ｔｒａ ｅ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ ｉ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔｌｃ ｅ ｃ ｌｃ ａａ ｔｒ ｔ ｓ ｉ ａｋ ｙ ｉ ｔ ｒ ． ｎｅ ｆｃ ｔ ｔ ｒ ｎ ｔ ｅ ｖｒ ｎ ｎ ａ ｈ ｍｉａ ｈ ｃｅ ｓｉ ｓ ｅ ｎ ｆ ｕ ｅ ｕ ｓ ｒ ｉ ｃ ｕ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：Ｓｉ／ ｅｉｅｔ；ｐｌ ｙｌ ｒｍ ｔ ｙｒｃ ｂｎ Ｐ Ｈ ） ａｓｒｔ ｎ ｉ ａｔ ａｔｒ ｙ ｒ ｓ ｏｌ ｓ ｍ ｎｓ ｏ ｙ ｃｃａ ａｉ ｈｄｏａ ｏｓ（ Ａ ｓ ； ｄｏ ｉ ；ｍｐｃ ｆ ｏｓ ｓ ｄ ｃ ｉ ｏ ｃ ｒ ｐ ｏ ｃ
在 吸附过程 中 ，土壤和沉积物 的粒度 、有机质含 量与组成 、温度 、ｐ Ｈ以及被吸 附多环芳 烃的性质 均是 重要 的影响 因
素。在 多环 芳烃吸 附过程 中，如何 结合 其定量结构性质 、有机 无机 复合 体的界 面结构 以及 环境化 学特征认识 吸 附机理
是 今 后 研 究 的一 个趋 势。
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第 ２ 第 ５期 ６卷
２０ ０ ７年 １ Ｏ月
四
川
环
境
Ｖ０ ６． ． Ｌ ２ Ｎｏ ５ Ｏｃ ｏ ｅ ｏ ７ ｔｂ ｒ２ ０
Ｓ ＣＨＵＡＮ ＥＮＶＩ Ｉ ＲＯＮＭＥＮ Ｔ
・
综
述 ・
土 壤 和 沉 积 物 对 多 环 芳 烃 吸 附 作 用 的 研 究 进 展
ｉ ｏ ｔｎ ａ ｔｒ ． Ｈｏ ｏ ｒ ａｉｅ ｔ ｅ ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｏ ｈ ＡＨｓ ｂ ｓ ｎ ｉ ｕ ｔ ａｉｅ ｓｒ ｃ ｕ ，ｏ ｇ ｏ ｍｉｅ ａ ｍｐ ｒ ｔｆｃｏ ｓ ａ ｗ ｔ ｌ ｄ ｏ ｉ ｃ ａ ｉｍ ｆ ｔ ｅ Ｐ ｅ ｚ ｈ ｐ ｏ ａｅ ｏ ｔ ｑ ａ ｉ ｔ ｔ ｔｒ ｄ ｓ ｎ ｔ ｖ ｕ ｅ ｒａ － ｎ ｒｌ ｎ
关
键
词 ：土壤／ 积物 ；多环芳烃 ；吸附作用 ；影 响因素 沉 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ １３４ ２ ０ ）５ｏｏ ＿５ １０ —６４（０７ ｏ ＿１２ｏ
中图分 类号： １ １３ Ｘ ３ ．
Ｄｅ ｅｏ ｖ ｌ ｐｍｅ ｆＡｄ ｏ ｐｔｏ ｆ Ｐｏｙｃ ｃ ｃ Ａｒ ｍ ａ ｉ ｄ ｏ ａ ｂ ｎｓｂｙ Ｓ ｌ ｎ Ｓ ｄ ｍ ｅ ｓ ｎｔｏ ｓ ｒ ｉ ｎ ｏ ｌ ｙ ｆ ｏ ｉ ｔｃ Ｈｙ ｒ ｃ ｒ ｏ ｏｉ ａ ｄ ｅ ｉ ｎｔ ｓ Ｓ ＵＮ ． ｎ Ｙａ ｐｉｇ． Ｓ ｉ ＨＩＨｕ
ｐ ｏ ｅ ｓ ｈ ｅｐ ｒ ｃｅ ｓｚ ｆ ｏｌ ｄ ｓ ｉ ｎ ， ｒ ａ ｃ ｍａｔｒｃ ｎｅ ｔａ ｄ ｃ ｍｐ ｓ ｉｎ，ｔｍｐ ｒ ｔｒ ，ｐ ａ ｄ Ｐ ｒ ｃ ｓ ，ｔ ａｔ ｌ ｉｅｏ ｉ ａ ｅ ｍｅ ｔ ｏ ｇ ｎ ｔ ｏ ｔｎ ｏ ｏ ｉ ｏ ｉ ｓ ｎ ｄ ｉ ｅ ｎ ｔ ｅ ｅ ａｕ ｅ Ｈ ＡＨｓｐ ｐ ｒ ｅ ｒ ｎ ｒ ｅ ｔ ｓａ ｅ ｏ ｉ
环境 与市政工程学院环境科学专业２ ０ 级硕士研究生 。 ０５ 主要研究方 向为环境生态 。
发现的致癌性多环芳烃及其衍生物已超过 ４ ０种 ， ０ 对人类健 康 和生态 环境 （ 大气 、土壤 、沉积 物、 水体 和 地 下水 等 ） 具 有 很 大 的 潜 在 危 害 ，其 在 环 境中的毒性和持久性引起人们极大关注。多环芳烃 主要来源于化石燃 料 （ 如煤 、石油、汽油 ）的燃 烧、森林大火、矿物油直接输入 、木材防腐剂杂酚 类化合物的应用等¨ 。土壤作为一种重要 的环境 介质 ，承担着９ ％以上的 Ｐ Ｈ 环境负荷 ，因此 ０ Ａ ｓ Ｊ 土壤多环芳烃污染问题 日益引起人们重视。 多环芳烃是一类疏水性有机化合物 ，其水溶性
１ 引 言
多环芳烃 （ Ａ ｓ Ｐ Ｈ ）是指含有两个 以上苯环 的 碳氢化合物 ，广泛存在于 自然 界 ，是一类具有致 癌、致畸和致突变作用的有毒有机污染物 ，目前已
收稿 日期 ：０７）． ２０ ｑ １ ６３ 基金项 目： 国家 自 然科学基金项 目 资助 （９００５ 。 ５７８０ ） 作者 简 介 ： 孙亚平 （９３ ， 河南三门峡人 。 １８ 一）女， 西安建筑科技 大学
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５期
孙亚平等 ：土壤和沉积物对多环芳烃 吸附作用 的研究进展
１３ ０
低 ，辛醇一 水 分配 系数较 高 ，易 于从水 中分配 到生
物体 内或沉积于河流沉积层中，具有强的生物累积
性 。大部 分 Ｐ Ｈｓ Ａ 因其较强 的疏水 性 趋 于吸 附到 土 壤 （ 沉积 物 ） 颗 粒 上 去 ，吸 附作 用 的 结果 导 致 多 环芳 烃在 吸附 态和 溶 解 态 之 间 的分 配 或重 新 分 配 ， 从而 影 响多环芳 烃在 环境 介质 中 的迁 移 、转化及 降
到几小 时 的时间 ；另一个 是慢 吸 附过程 ，达 到平衡
多界面 体系 ，土 壤 （ 积 物 ） 对 疏 水 性 有 机 污染 沉
物 的 吸附实 际上是 由土壤 、沉积 物 中的矿物 组分 和
需数月 到 数 年 的 时 间。朱 琨 等 研 究 发 现 ，菲 和 萘在 天然黄 土和改 性黄 土上 的吸 附符合 一级 动力学
２ ３ 吸附动 力学 ，
２ 土壤 （ 积 物 ） 对 多环 芳 烃 吸附作 沉 用机理
天 然 土 壤 （ 积 物 ） 主 要 是 由粘 土 矿 物 、有 沉 机 质 、活性 金属 氧化 物组成 ，是 一个复 杂 的多介质
有 机污染 物 的吸 附动力学 被认 为是 分两个 过程 完成 的 ：一个 是快 速 吸附过程 ，达 到平衡 需几 分钟
础。
合。Ｘａ ｉ等 认为有机污染物在沉积物上的吸附过 程 不是单 一 的表 面 吸附或分 配过 程 ，即吸附等 温线 可 能是不 同 吸附等 温线 的重 叠 ，建立 了吸附～ 分配 复合 模 式 。 但是 土 壤 （ 积 物 ） 是 有 机 质～ 矿 物 沉 复合体 ，不同组分 的吸附机理不同，对此复合体的 吸 附机理 还有待 于进一 步研 究 。 ２ ２ 吸附 热力学 ． 关 于 多环芳烃 吸附热力 学 的研 究很 少 ，展 惠英 等¨ 研究得出，菲和萘 的吸附量随温度升高而降 低， 其吸附是一个放热过程 ，并得到标准 自由能的 改变 量 ＡＧ＜０ ，因此 推 断标 准 自由 能 的 变 小 是 萘 和菲 在黄 土上 吸附 的推动力 。