淺析苯并α芘在土壤中的吸附動力學

1、淺析苯并芘在土壤中的吸附動力學摘要：采用室內試驗方法，研究苯并芘在土壤中的吸附動力學。結果說明：吸附速率會隨時間的增加逐漸變小，速率曲線符合對數(shù)方程；吸附平衡時間420in，最大吸附量為98.7g/g(土)。苯并芘在土壤中的吸附反響為放熱反響，溫度升高會減少吸附量、降低反響平均吸附速率。關鍵詞：苯并芘；吸附動力學；溫度adsrptinkinetisfbenzpyreneinthesilali-sha，zhangui-yun，zhangsheng，heze(theinstitutefhydrgelgyandenvirnentalgelgy,ags,shijiazhuang050061，hina)

2、abstrat:studyasadetadsrptinkinetisfbenzpyreneinthesilinthisinvestigatin.theresultsshedthattheadsrptinrategraduallydereasediththetieinreased,therateurveasnsistentiththelgarithequatins;theadsrptintieas420inandtheaxiuadsrptinapaityas98.7g/g(sil).theadsrptinfbenzpyreneinthesilasextherireatin;theteperatu

3、rerisinguldreduetheadsrptinapaityandtheaveragerespnseratefadsrptin.keyrds:benzpyrene；adsrptinkinetis;teperature苯并芘在土壤中具有高度的穩(wěn)定性、難降解、毒性強、具有極強的“三致致癌、致畸、致突變效應等特征，是多環(huán)芳烴中毒性最大的一種強烈致癌物。苯并芘進入土壤后的主要過程包括吸附、遷移、轉化、降解等。土壤對苯并芘的吸附作用,直接決定了土壤環(huán)境中污染物的歸趨例如遷移、降解等1-4。國外有關土壤中有機物的吸附研究開場的比擬早，研究成果已經可以在一定程度上很好的解釋在吸附過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象，但是

4、專門針對苯并芘的吸附研究比擬少。近年來，我國也開展了一些有關土壤多環(huán)芳烴污染的研究，國內研究主要關注苯并芘的總量控制和生物降解方面，也沒有發(fā)現(xiàn)專門針對苯并芘在土壤中的吸附機理研究。因此，研究苯并芘在土壤中的吸附行為具有非常重要意義。本文研究了苯并芘在土壤中吸附動力學特征，分析反響溫度對苯并芘在土壤中平均吸附速率和吸附量的影響。1材料與方法1.1試劑與儀器苯并芘(99.5%，標準品，德國)，甲醇ar級，天津四化，thz-恒溫振蕩器江蘇太倉，離心機siga，3k15，德國，rf-10axl熒光檢測器，島津l-20ad高效液相色譜儀。1.2試驗土壤本次試驗采用的土壤取自河北省石家莊周邊的農田土，取樣

5、深度為4050。采集到的土壤去除碎石、敗葉等雜物，在空氣中自然風干，過1篩備用。土壤樣品的物理化學性質見表1和表2。table1physialandheialprpertiesfsilsaples陽離子交換量/lkg-1ph值含水量%土壤粒徑分布/22202222.928.772.09.1529.7661.09成份n.2p.2.5ti.2si.2al.2.3fe.2.3gana.2k.2含量%0.090.440.5663.5011.274.062.367.211.742.47土壤的陽離子交換量采用中性乙酸銨法測定；土壤ph值采用電位測定法測定土水比為12.5；含水量通過在105下烘612h確定

6、；土壤粒徑分布用馬爾文2000激光粒度分析儀測定；土壤的黏土礦物成分和土化學成分在物化探研究所采用x熒光測定。1.3試驗方法1.3.1吸附動力學試驗根據預實驗，確定吸附試驗的反響初始濃度在100500g/kg土壤之間，選取該濃度范圍，一方面根據土壤的吸附特性，另一方面也考慮到實際土壤的污染程度5-6。稱取1.00g土壤放入100l錐形瓶中，滅菌30in。取一定量的儲藏液稀釋配制成0.2g/l苯并芘溶液，取一定量配制好的苯并芘溶液傾入盛有已滅菌土壤的錐形瓶中，用錫箔紙密封瓶口，橡皮筋固定，放入thz-恒溫振蕩器中振蕩以分鐘計5in,10in,20in,30in,45in,60in,75in,90

7、in,105in,120in,180in,240in,300in,360in,420in,480in,540in?？刂普袷庮l率為200r/in，溫度為20.0。將錐形瓶中懸浮液傾入離心管中，放置到離心25in，轉速4500r/in。將離心好的上清液用液相色譜儀檢測。1.3.2不同溫度下吸附試驗稱取1.00g土壤放入100l錐形瓶中，滅菌30in。取一定濃度的苯并芘溶液傾入盛有已滅菌土壤的錐形瓶中，用錫箔紙密封瓶口，橡皮筋固定，放入thz-恒溫振蕩器中，分別在20.0，25.0，30.0三個不同溫度下振蕩0.5h,1h,2h,3h,4h,5h,6h,7h。控制振蕩頻率為200r/in。將錐形瓶中

8、懸浮液傾入離心管中，放置到離心機離心25in，轉速4500r/in。將離心好的上清液用液相色譜儀檢測。2試驗結果與討論2.1吸附速率曲線及方程土壤或沉積物對有機化合物的吸附主要存在著兩種機理7：吸附作用。土壤或沉積物的礦物組分依靠范德華力和各種化學鍵力而使有機物吸附在土壤外表，多是以物理吸附為主，這是因為土壤膠體具有宏大的比外表、外表能和帶電性雙電層構造所決定的；分配作用。有機物在土壤有機質(包括水生生物脂肪以及植物有機質等)與水之間的分配作用，受到土壤(沉積物)有機質組成和構造的影響。兩種機理的共同作用下使得苯并芘在土壤中的吸附曲線規(guī)律見圖1。圖1吸附速率曲線fig.1adsrptinrat

9、eurves2.1.1吸附曲線呈非線性關系。2.1.3吸附平衡時間及最大吸附量確實定。2.2溫度的影響及活化能由熱力學方程和arrhenius公式可知，溫度是影響吸附速率和吸附量的一個重要因素。3個不同溫度下吸附曲線見圖2。圖2不同溫度下吸附曲線fig.2adsrptinurvesatdifferentteperatures3結論苯并芘在土壤中的吸附是由外表物理吸附和有機質吸附兩者的共同作用，吸附速率會隨時間的增加逐漸減小，速率曲線符合對數(shù)方程。苯并芘在土壤中的吸附平衡時間為420in，最大吸附量為98.7g/g(土)。苯并芘在土壤中的吸附為放熱反響，溫度升高會減少土壤對苯并芘的吸附量、降低反

10、響平均吸附速率。參考文獻:1dngra,leigslubilizatinandineralizatinfplyyliaratihydrarbnsbypseudnasputidaininthepresenefsurfatantj.jurnalfhazardusaterials,2022,(b96):15-27.2kiis,parkjs,kik.enhanedbidegradatinfplyyliaratihydrarbnsusingnninisurfatantsinsilslurryj.appliedgeheistry,2001,(16):1419-1428.3zhulz,fengsl.syne

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