有機(jī)污染物在土壤界面上的吸附行為

有機(jī)污染物在土壤界面上的吸附行為第1頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五Contents土壤的組成1污染物在土壤界面上的吸附機(jī)理2不同土壤組分對污染物的吸附機(jī)制3展望4第2頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五一、土壤的組成第3頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五第4頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五第5頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五第6頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五第7頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五二、污染物在土壤界面上的吸附機(jī)理adsorptionSorptionpartition溶質(zhì)分子與固體表面或內(nèi)部孔徑表面相結(jié)合的過程吸附質(zhì)有機(jī)物穿入某一有機(jī)相而被該有機(jī)相吸收的過程第8頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五第9頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五分配作用和吸附作用的比較第10頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五1、線性分配吸附模型土壤-水體系中一些非離子型有機(jī)物的吸附等溫線

土壤有機(jī)質(zhì)被認(rèn)為是具有三維空間結(jié)構(gòu)的大分子聚合物，它具有有機(jī)親脂相，能使疏水性有機(jī)物質(zhì)從水環(huán)境中逃逸到親脂相。吸附過程相當(dāng)于有機(jī)污染物在土壤的有機(jī)相與水之間的分配作用。第11頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五解吸滯后競爭吸附現(xiàn)象低濃度，非線性吸附速率隨時間增加而減慢存在問題第12頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五2、非線性表面吸附與分配吸附聯(lián)合作用要點(diǎn)一要點(diǎn)二要點(diǎn)三三元反應(yīng)模型土壤/沉積物對有機(jī)污染物的吸附是由一系列線性和非線性的吸附反應(yīng)組合而成。土壤是高度不均一的吸附劑，競爭吸附是由土壤有機(jī)質(zhì)本身的不均一性引起的吸附有機(jī)污染物的組分為無機(jī)礦物、無定形的有機(jī)質(zhì)（軟碳）、凝聚態(tài)的有機(jī)質(zhì)（硬碳）。無機(jī)礦物和軟碳的吸附以線性分配為主，快速可逆，硬碳則為非線性吸附，吸附緩慢。第13頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五要點(diǎn)一要點(diǎn)二要點(diǎn)三有機(jī)污染物在溶解相上的吸附是分配過程，孔隙填充相的吸附服從朗格繆爾等溫模式。土壤有機(jī)質(zhì)中有大量微小孔隙，這些空隙的物化性質(zhì)不同。孔隙是發(fā)生吸附的確切位點(diǎn)，孔隙不同，吸附能力也不同。土壤有機(jī)質(zhì)分為溶解相和孔隙填充相雙態(tài)吸附模型第14頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五有機(jī)物的不可逆吸附Pignatello認(rèn)為，玻璃態(tài)（凝聚態(tài)的土壤有機(jī)質(zhì)）中的孔隙剛性強(qiáng)，一旦有機(jī)分子鉆入則很難出來，而橡膠態(tài)（無定形的土壤有機(jī)質(zhì)）的孔隙彈性較強(qiáng)，鉆入這些孔隙的有機(jī)分子比較容易出來第15頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五三、土壤黑碳對污染物的吸附黑碳是有化石燃料和生物質(zhì)等不完全燃燒生成，在土壤和底泥中普遍存在，占總有機(jī)碳含量的1%-20%。從結(jié)構(gòu)上看，黑碳和活性炭相似，由細(xì)小的石墨碎片經(jīng)高度無序堆積而成的疏松，多孔的聚集混合物。不同來源。燃燒方式以及燃燒條件下制備的黑碳，在結(jié)構(gòu)形態(tài)和化學(xué)組成上差異顯著。

黑碳第16頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五

黑碳對有機(jī)污染你具有很強(qiáng)的吸附能力，特別是當(dāng)有機(jī)污染物濃度較低時，其吸附能力遠(yuǎn)高于其他形態(tài)的土壤有機(jī)質(zhì)，如腐植酸。一般認(rèn)為，腐殖質(zhì)對有機(jī)物的吸附為線性分配，黑碳對有機(jī)物的吸附為非線性表面吸附。在375℃空氣中灼燒可以去除的有機(jī)質(zhì)為腐殖質(zhì)，而不能去除的有機(jī)質(zhì)為黑碳(a)蘇州地區(qū)水稻土(b)沈陽地區(qū)淋溶土

q和Cw分別為吸附平衡時固相和液相的濃度第17頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五tt影響黑碳吸附有機(jī)污染物的因素黑碳表面化學(xué)性質(zhì)黑碳孔隙結(jié)構(gòu)特征π-π電子交互作用水化學(xué)條件第18頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五

水分子通過氫鍵作用，在黑碳表面含氧官能團(tuán)周圍形成團(tuán)簇，從而減少了有機(jī)污染物的吸附位點(diǎn)，導(dǎo)致吸附量顯著下降。苯系列化合物在楓木炭上的吸附等溫線第19頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五不同化合物在木炭、石墨上單位面積的吸附量（qch、qgr）對比小分子化合物因為孔隙填充機(jī)制，在木炭上的吸附量高于石墨大分子化合物因為分子篩效應(yīng)，在木炭上的吸附量低于石墨木炭表面含有微孔，石墨表面不含孔隙，且不帶有任何官能團(tuán)第20頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五TNT、PHEN分別與石墨表面π電子供體結(jié)構(gòu)、π電子受體結(jié)構(gòu)間的π-π電子交互作用示意圖芳香族化合物與黑碳表面可發(fā)生π-π電子交互作用。在石墨表面π電子受體化合物和π電子供體化合物間的吸附親和力明顯比非π電子供體、受體化合物要強(qiáng)。在石墨表面缺陷或邊緣附近區(qū)域，電子極化度較高，具有π電子供體能力，而遠(yuǎn)離這些區(qū)域則具有π電子受體能力。石墨可通過該類型表面結(jié)構(gòu)分別與π電子受體、供體發(fā)生交互作用，導(dǎo)致吸附增強(qiáng)。第21頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五Zhu等研究表面，將木炭與土壤懸濁液混合或在木炭上預(yù)吸附土壤腐殖質(zhì)后，腐殖質(zhì)可吸附在黑碳表面，引起孔阻塞和競爭效應(yīng)。Chen等認(rèn)為共存金屬離子也可影響木炭對有機(jī)污染物的吸附。Cu2+為硬離子，其與黑碳表面官能團(tuán)配位后，周圍可形成致密的水圈層，減少有機(jī)物的吸附位點(diǎn)，表現(xiàn)為抑制作用。Ag+為軟離子，可縮小黑碳表面官能團(tuán)周圍水圈層，增加了有機(jī)物的吸附位點(diǎn)，表現(xiàn)為促進(jìn)吸附的作用。第22頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五展望影響吸附動力學(xué)的因素

不可逆吸附機(jī)制新型有機(jī)污染物的吸附機(jī)制吸附態(tài)污染物的生物和化學(xué)活性第23頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五ThankYou!第24頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五DiagramThemeGallery

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CycleDiagramTextTextTextTextTextCyclenameAddYourText第26頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五DiagramTitleThemeGallery

isaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.TitleThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.TitleThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.第27頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五DiagramAddYourTextAddYourTextAddYourTextAddYourText第28頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五DiagramAddyourtextAddyourtextAddyourtextAddyourtextAddyourtextYourSloganhere第29頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五DiagramTitleAddyourtextTitleAddyourtextTitleAddyourtextTitleAddyourtext第30頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五DiagramConceptAddYourTextTextTextTextTextTextText第31頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五DiagramAddYourTextAddYourTextAddYourTextAddYourTextAddYourTextAddYourTextAddYourTextAddYourText第32頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五DiagramAddYourTextAddYourTextAddYourTextAddYourTitle第33頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五DiagramAddYourTextAddYourTextAddYourTextTextTextText第34頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五DiagramAddYourTitleTextTextTextText第35頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五DiagramAddYourTextAddYourTextAddYourTextAddYourTextAddYourTextAddYourTextText第36頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五Diagram1ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.2ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.3ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.第37頁，共40頁，2023年，2月20日，星期五DiagramYourTextYourTextYourTextYourTex