PDF《梁重山不可提取态有机质对菲和萘的吸附过程的影响*》

1 材料与方法

1 1 实验样品制备 实验用土壤分别采自贵阳市郊区表层土壤( 编第43 卷第2 期土壤学报Vol 43, No

2 2006 年3月ACTA PEDOLOGICA SINICA Mar. ,

2006 号为 GZ

1、 GZ2) 和美国密西根州 Chelsea 地区表层土 壤( 编号为 CHL) .土壤去碎石、 植物残体后, 经自然 风干, 过20 目筛备用, 按文献[ 14] 方法测定其基本 理化性质.氢氧化钠和焦磷酸钠是提取可溶性有机 质常用的两种提取剂[ 15] , 因此本实验采用这两种无 机溶剂分别提取可溶性有机质.焦磷酸钠提取过 程: 取土壤样品

25 g, 放入300 ml 离心管中, 加入250 ml

0 1 mol L-

1 Na4P2O7 溶液, 通入氮气

5 min, 密封 管口后放在往复震荡器上震荡

24 h.离心机转速调 节为

3 000 r min-

1 , 分离20 min 后, 将倒出的滤液弃 去, 再向离心管中加入

250 ml Na4P2O7 溶液, 此步骤 重复 4~

5 次至滤液颜色为淡黄色为止.碱处理土 壤用去离子水清洗 4~

5 次, 致pH 值在 7~

8 为止, 冷冻干燥后备用.氢氧化钠提取过程: 与焦磷酸钠 提取过 程相 同, 只是NaOH 溶液 的浓 度为05mol L-

1 . 所有碱处理土壤编号列在表

1 中. 采用氢氟酸去除矿物法以富集较高含量的有机 质, 可以得到较好信噪比的土壤核磁共振波谱 图[16, 17] .测定条件见文献[ 18] .

1 2 吸附实验 选择多环芳烃化合物菲和萘作为吸附质, 其在 土壤/ 沉积物中吸附- 解吸过程已有很多研究, 选择 这两种污染物有利于将本研究的结果与其他学 者[ 1~ 3, 11] 的进行对比.菲的辛醇- 水分配系数 K ow 比萘的要大 [ 19] , 说明菲的疏水性比萘的强, 而两个 化合物的溶解度呈相反的关系. 吸附质菲和萘是易挥发的有机物, 并且吸附- 解吸实验周期较长, 一般的密封条件很难防止吸附 质的挥发损失.为此, 实验中采用美国密西根大学 Weber 研究小组的完全密封安培瓶法进行吸附实 验[2, 3] .在10 ml 安培瓶中称取

0 3~

0 8 g 土壤样 品, 然后加入

10 ml( 准确称量) 不同浓度的吸附质溶 液, 火焰封口.安培瓶放入纸箱中, 在恒温振荡器中 ( 温度

25 ) 振荡

21 d.期间每隔

3 d 取出手动振荡 片刻, 以防止样品沉积在瓶口.实验平衡

21 d 后, 取出安培瓶放入暗室静置3 d, 让安培瓶中样品自然 沉降下来, 然后开瓶取出上层清液用 HPLC 测定溶 液中吸附质的浓度( Ce ) , 根据浓度差计算单位质量 的土壤吸附吸附质的量( qe) .

2 结果与讨论

2 1 土壤理化性质及有机质特征 表1列出实验样品的基本理化性质.3 个土壤 样品经无机溶剂提取可溶性有机质后, 其有机质含 量均下降很多.对相同土壤, 氢氧化钠的提取效率 比焦磷酸钠的要高, 但二者相差不大.CHL -N 样品 有机质含量下降最多, 去除率达到 61% ;

GZ2 -P 样品 有机质含量下降最少, 去除率只有 15% .不同土壤 中含有的不可提取态有机质的比例不同, GZ2 土壤 中不可提取态有机质比例最高, CHL 土壤中不可提 取态有机质比例最低, 这主要与土壤类型、 有机质腐 殖化程度等因素有关[ 20] .因此, 土壤有机质的性质 差异会影响其对有机污染物的吸附特征.表1 结果 显示土壤经无机溶剂提取有机质后, 其比表面积变 化不大, 这里就不讨论比表面积对吸附过程的影响. 表1土壤基本理化性质 样品代号 处理方法 pH 有机碳 ( g kg-

1 ) CEC ( cmol kg-