土壤多介质环境的研究进展 - 生态环境学报.DOC

文章编号：1008-181X（2001）01-0001-05 土壤多介质环境污染研究进展 戴树桂，刘广良，钱芸，孙玉宝 （南开大学环境科学与工程学院，天津 300071） 摘要：综述了土壤多介质环境污染问题的研究现状，包括吸附、解吸、淋溶、挥发、降解等过程及多介质环境数学模型的研究进展，并对目前研究中存在的不足及今后需加强的研究领域提出了建议。 关键词：土壤；多介质环境；污染 中图分类号： X131.3 文献标识码：A Development of research on soil multimedia environmental pollution DAI Shu-gui, LIU Guang-liang, QIAN Yun, SUN Yu-bao （College of Environmental Science and Engineering, Tianjin 300071, China） Abstract: The development of research on soil multimedia environmental pollution was reviewed. At present, the study in this field concerned with various process such as sorption, desorption, leaching, volatilization, degradation, and multimedia mathematic model. Some suggestions on deficiency of present research were put forward. Key words: soil; multimedia environment; pollution 土壤生态环境是一个复杂的多介质多界面体系，既包括固体部分——土壤矿物质和有机质，又包含液体部分——间隙水、地下水和地表径流，同时还包含各种植物及微生物，并与大气相联。污染物在土壤中的环境行为涉及在不同介质中的分布及存在形态；在不同界面间的迁移机制；各种（化学的、物理的和生物的；均相的和非均相的）转化反应；最终与土壤相结合而成稳定性态等。这些过程往往涉及到非线性、非平衡过程及界面效应。 自1986年在美国举行关于污染物在多介质中的迁移、转化和积累的第一次国际专题研讨会后，多介质多界面复杂环境体系的研究在广度和深度上都有了较大的进展[1,2]。但这些研究多集中于水环境，由于土壤体系组成复杂，研究难度较大，对于土壤体系的多介质环境问题的系统研究还很少见到。目前的研究大都取其中的某一个界面，研究污染物在其中的环境行为。 1 吸附与解吸作用的研究 进入土壤的污染物可以被吸附在土壤胶体颗粒的表面。土壤对污染物的吸附作用机理有物理吸附和物理化学吸附，其中主要是物理化学吸附。 土壤对污染物的吸附能力的强弱与土壤性质有关。土壤中粘土矿物的种类和数量不同，对污染物的吸附作用也不同。土壤有机质和各种粘土矿物对污染物的吸附能力顺序是：有机胶体烟石蒙脱石伊利石绿泥石高岭石。 化学有机污染物的组成成分和性质不同，对吸附作用的影响也不同。在污染物分子结构中，凡带有R3N+-，-CONH2，-OH，-NH2COR，-NH2，-OCOR，-NHR官能团的污染物，吸附能力都比较强，尤其是带-NH2的化合物，吸附能力更强。在同一类型的污染物品种中，污染物的分子越大，吸附能力越强。污染物在水中的溶解度越低，它在土壤中的吸附能力也越强[3]。 对污染物在土-水两相介质中的吸附与解吸过程的研究，已有较多报道[4~8]。其所采用的方法主要有两种：静态振荡平衡法和动态土壤柱法。目前已取得的主要研究成果包括： （1）大部分污染物的吸附符合Freundlich、Langmuir或线性吸附等温线。非离子性有机污染物和酸性有机物在土壤中的吸附主要是通过溶解作用而进入土壤有机质中，这种吸附作用符合线性等温线过程；有机碱的吸附主要是通过与土壤矿物质或有机质中特殊位点的结合而进行的，多数符合Freundlich吸附等温线过程。重金属等无机污染物在土壤中的吸附主要是通过离子交换、络合吸附等过程进行的，其吸附等温线多数是非线性的，以Langmuir、Freundlich吸附等温线为主。 （2）在吸附机理的研究方面，认为存在有离子键、氢键、电荷转移、共价键、范德华力、配体交换、疏水吸附和分配、电荷-偶极和偶极-偶极等几种作用力。不同的土壤类型和不同的污染物，其吸附机制不同。在溶液中离解成阳离子状态或可接受质子的农药，可通过离子键（阳离子交换）机理而被吸附。许多非离子极性