土壤污染修復(fù)：TNT在地下土壤環(huán)境中潛逃過(guò)程解析（黃土吸附與柱遷移）

環(huán)境修復(fù)網(wǎng)訊:研究背景

TNT（三硝基甲苯）因具有高毒性、穩(wěn)定性、低生物降解性等特點(diǎn)和具有致畸、致癌、致突變效應(yīng)，被各國(guó)政府列入優(yōu)先控制污染物名單。以往研究表明，因被土壤顆粒吸附，TNT大多滯留于淺層土壤中。然而，近年來(lái)在深層土壤和地下水中亦發(fā)現(xiàn)了TNT的存在，這將造成不良環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)并威脅人類(lèi)健康。土壤固有的膠體顆粒具有較大的比表面積、獨(dú)特的雙電層結(jié)構(gòu)、豐富的表面官能團(tuán)等特點(diǎn)，對(duì)TNT的歸趨具有重要的潛在影響，特別是膠體顆粒具有促進(jìn)TNT向深層土壤和地下水釋放和遷移的巨大潛力。

主要內(nèi)容

西北工業(yè)大學(xué)吳耀國(guó)教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)靜態(tài)吸附試驗(yàn)和黃土柱遷移試驗(yàn)探究了在土壤固有膠體顆粒作用下，TNT在黃土上的吸附、釋放和遷移特征，主要研究結(jié)果如下：

1）靜態(tài)吸附試驗(yàn)結(jié)果表明，黃土中固有的膠體顆粒能夠吸收大量的TNT，且吸附在10 h左右基本達(dá)到平衡。黃土對(duì)TNT的吸附過(guò)程符合擬二階動(dòng)力學(xué)模型和Freundlich模型。

2）熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明，黃土對(duì)TNT吸附反應(yīng)是自發(fā)和吸熱過(guò)程，以物理吸附為主。這預(yù)示著吸附的TNT具有與黃土中固有膠體顆粒共遷移的潛力。

3）土柱試驗(yàn)結(jié)果表明，TNT在黃土中的停留時(shí)間具有明顯的滯后效應(yīng)，10 cm和20 cm厚黃土柱分別在4.4天后和9天后達(dá)到吸附飽和。吸附飽和后，當(dāng)淋濾液由100 mg L-1的TNT溶液切回到0.01 M CaCl2的溶液，TNT在黃土中的釋放和遷移速率均低于吸附速率。這可能與作為污染物關(guān)鍵載體的固有膠體顆粒的釋放和遷移有關(guān)，膠體顆粒物的濃度變化和粒度分布規(guī)律證實(shí)了這一點(diǎn)。

圖不同流動(dòng)條件下TNT在黃土柱中的穿透曲線

注虛線表示TNT溶液切換回0.01M CaCl2溶液的時(shí)間

研究展望

土壤中的TNT主要附著在土壤顆粒表面，主要與土壤中的有機(jī)膠體顆粒和粘土膠體顆粒結(jié)合，而這些膠體顆粒在瞬態(tài)流動(dòng)條件下具有釋放和遷移的特性，是污染物遷移轉(zhuǎn)化的主要載體、存儲(chǔ)地和目的地。希望通過(guò)后續(xù)研究可以探明有機(jī)膠體顆粒和粘土膠體顆粒分別對(duì)TNT的吸附、釋放和遷移的作用機(jī)制和貢獻(xiàn)，干濕條件下被吸附的TNT向深層土壤釋放和遷移的規(guī)律，以及釋放和遷移的TNT中溶液溶解態(tài)、膠體結(jié)合態(tài)、顆粒吸附態(tài)三種形態(tài)賦存形式。

文章來(lái)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

原標(biāo)題:在逃爆炸案“嫌疑人”TNT在地下土壤環(huán)境中潛逃過(guò)程解析（黃土吸附與柱遷移）