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土壤污染修复:TNT在地下土壤环境中潜逃过程解析(黄土吸附与柱迁移)

北极星环境修复网  来源:BECT期刊  作者:BECT亚洲编辑部  2019/9/11 10:43:14  我要投稿  
所属频道: 环境修复  关键词:TNT 污染物迁移 土壤污染修复

北极星环境修复网讯:研究背景

TNT(三硝基甲苯)因具有高毒性、稳定性、低生物降解性等特点和具有致畸、致癌、致突变效应,被各国政府列入优先控制污染物名单。以往研究表明,因被土壤颗粒吸附,TNT大多滞留于浅层土壤中。然而,近年来在深层土壤和地下水中亦发现了TNT的存在,这将造成不良环境风险并威胁人类健康。土壤固有的胶体颗粒具有较大的比表面积、独特的双电层结构、丰富的表面官能团等特点,对TNT的归趋具有重要的潜在影响,特别是胶体颗粒具有促进TNT向深层土壤和地下水释放和迁移的巨大潜力。

主要内容

西北工业大学吴耀国教授团队通过静态吸附试验和黄土柱迁移试验探究了在土壤固有胶体颗粒作用下,TNT在黄土上的吸附、释放和迁移特征,主要研究结果如下:

1)静态吸附试验结果表明,黄土中固有的胶体颗粒能够吸收大量的TNT,且吸附在10 h左右基本达到平衡。黄土对TNT的吸附过程符合拟二阶动力学模型和Freundlich模型。

2)热力学计算结果表明,黄土对TNT吸附反应是自发和吸热过程,以物理吸附为主。这预示着吸附的TNT具有与黄土中固有胶体颗粒共迁移的潜力。

3)土柱试验结果表明,TNT在黄土中的停留时间具有明显的滞后效应,10 cm和20 cm厚黄土柱分别在4.4天后和9天后达到吸附饱和。吸附饱和后,当淋滤液由100 mg L-1的TNT溶液切回到0.01 M CaCl2的溶液,TNT在黄土中的释放和迁移速率均低于吸附速率。这可能与作为污染物关键载体的固有胶体颗粒的释放和迁移有关,胶体颗粒物的浓度变化和粒度分布规律证实了这一点。

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图不同流动条件下TNT在黄土柱中的穿透曲线

注虚线表示TNT溶液切换回0.01M CaCl2溶液的时间

研究展望

土壤中的TNT主要附着在土壤颗粒表面,主要与土壤中的有机胶体颗粒和粘土胶体颗粒结合,而这些胶体颗粒在瞬态流动条件下具有释放和迁移的特性,是污染物迁移转化的主要载体、存储地和目的地。希望通过后续研究可以探明有机胶体颗粒和粘土胶体颗粒分别对TNT的吸附、释放和迁移的作用机制和贡献,干湿条件下被吸附的TNT向深层土壤释放和迁移的规律,以及释放和迁移的TNT中溶液溶解态、胶体结合态、颗粒吸附态三种形态赋存形式。

文章来源

Zhou B,Wu Y G*,Chan J W, Wang S C, Hu S H (2019). Batch Adsorption and Column Transport Studies of 2,4,6-Trinitrotoluene in Chinese Loess.Bulletin of Environmental Contaminationand Toxicology, 1-7.

http://link.springer.com/article/10.1007/s00128-019-02578-1

原标题:在逃爆炸案“嫌疑人”TNT在地下土壤环境中潜逃过程解析(黄土吸附与柱迁移)

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