表面活性剂及DOM 对土壤中菲, 芘解吸行为影响因子初探.docVIP

表面活性剂及DOM对土壤中菲、芘解吸 行为的影响因子初探 王艮梅1, 2*，孙 成2 1. 南京林业大学森林资源与环境学院南京 2100372. 南京大学环境学院南京 210093采用室内序批试验研究了土—水体系中非离子型表面活性剂（Tween80）和水溶性有机物（DOM）的投加次序、试验平衡时间及离子强度等环境因素对表面活性剂Tween80及DOM对污染土壤中菲、芘解吸行为的联合效应。结果表明，表面活性剂Tween80和DOM都可促进菲、芘的解吸，当两者同时加入体系时，菲、芘的解吸率是对照的2.55~3.12倍（菲）和7.61~9.61倍（芘），两者之间存在协同效应；与两者同时加入相比，振荡12后加入Tween80，菲、芘的解吸率增加了1.81~3.3%(菲)和7.55~9.51%(芘)，而振荡12后加入DOM，菲、芘的解吸率基本无变化；试验还证实，随着离子强度的增加，体系中菲、芘解吸率呈下降趋势，但不同处理间无明显的差异性。 Tween80；水溶性有机物；菲、芘；解吸作用；联合效应；影响因子中图分类号：X 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2007）0-1108-05普遍认为，PAHs在土壤中极易被土壤胶体吸附[1,2]，在土壤中活性较低，难于迁移。然而大量研究表明表面活性剂及水溶性有机物（DOM，dissolved organic matter）可以明显提高土壤中PAHs及其他一些疏水性有机污染物的溶解性、解吸性和生物降解性[3-11]，并进一步影响PAHs在环境中的迁移转化。然而，已有的研究主要集中于单一的研究表面活性剂、不同类型表面活性剂的各种组合或DOM对PAHs等疏水性污染物环境行为的影响，在很多实际环境条件下表面活性剂和DOM可能同时存在，如未经处理的生活污水及工业废水以及污泥等的农地利用，那么它们又是如何影响疏水性污染物在环境中的行为？DOM和表面活性剂的环境行为是否受到影响？对环境中PAHs的行为影响又如何呢？Hyun-Hee(2002)等研究表面活性剂和DOM对PAHs表观溶解度联合作用时发现，非离子型表面活性剂Triton X-100与DOM对PAHs表观溶解度联合作用时表现为相加的效果，而阴离子表面活性剂SDS与DOM联合作用时则表现为拮抗的效果[12]。相反，Cheng 和Wong(2006)研究发现，非离子型表面活性剂Tween 80和DOM对污染土壤中菲、芘解吸存在协同效应，菲、芘的解吸率分别比两者单独作用的相加结果高出16%和11%[13]。仅有的研究结果从现象上表明，表面活性剂和DOM对环境中PAHs的行为存在交互作用。这种交互作用的机理是什么？ 一般认为表面活性剂及DOM在土壤中的吸附作用是控制它们环境行为的关键过程。这种吸附作用受试验过程中很多环境条件的影响。土—水系统中的pH、离子强度、吸附的平衡时间以及表面活性剂和DOM向系统中投加的次序等是影响表面活性剂和DOM在土壤上吸附行为的重要环境因素。这些环境因素也必然会通过影响表面活性剂和DOM在土—水系统中的环境行为而对PAHs的行为产生一定的影响。 因此，本文在现有研究的基础上，选用了农地中常用的两种代表性有机肥（猪粪和猪粪堆肥）的DOM和表面活性剂吐温（Tween80）为材料，以菲(phenanthrene)、芘(pyrene)为PAHs的代表，通过室内序批试验研究了表面活性剂及DOM的投加次序、试验平衡时间及离子强度对Tween80和DOM对PAHs解吸作用联合效应的影响。以期为PAHs污染土壤的修复以及其风险评估提供科学的理论依据，并进一步了解疏水性有机污染物在环境的归宿。 供试土壤采自香港绿田园农场015 cm表层土样（非污染土），样品取回后风干，磨细，过1 mm筛，保存备用，基本性质见表1。供试PAHs选用菲(分析纯)、芘(分析纯)两种，购自Aldrich chemical Co.，纯度都为98%，菲、芘的分子量分别为178.23和202.26 g·mol-1, 25 ℃纯水中溶解度为1.2和0.12 mg·L-1，辛醇-水分配系数（logKow）为4.45和4.88[14]，买回后直接使用。供试的表面活性剂Tween80（分析纯），直接购于Sigma Co.,Tween80临界胶束浓度(CMC)为15 mg·L-1。供试有机物料为猪粪和猪粪堆肥，猪粪取自香港嘉道理农场，猪粪堆肥为南京象山有机肥厂的猪粪堆制而成。 Table 1 The physico-chemical properties of selected soil 土壤 pH H2O (110) EC /(μs·cm-1) 有机质 /g·kg-1) 沙粒g·kg-1) 粉沙g·kg-1) 粘粒/(g·kg-1)