文档介绍：土壤有机污染物非理想吸附研究的理论与方法
邢宝山1,2,宋春雨1,刘晓冰1
1:中国科学院黑龙江农业现代化研究所,黑龙江哈尔滨 150040;2:美国麻省大学植物与土壤科学系,Amherst 010003, USA
摘要:应用于土壤中的有机农业化合物的归宿和生物有效性主要取决于它们与土壤组分的交互作用,而土壤有机质(SOM )
的组分相当重要。虽然对SOM的吸附机理已经进行了多年研究,但在分子和微观水平上的研究甚少。文章根据国内外有关
研究的最新进展,从理论和技术上分析并讨论了选择化合物的膨胀等温线法、电介质分光术(光谱学)、固态1H-和13C-核磁
共振(NMR)和化学等几个全新的手段和方法在研究土壤有机质中有机污染物非理想吸附行为的非线性、复合化合物间的
竞争以及滞后现象等基本原因的可行性,把温度和可以起到软化(塑化)剂的吸附分子的存在、含量及其结构之间的函数变
化关系,做为研究SOM中化合物从玻璃质到橡胶质的转化过渡(transition)状态。该方面的研究结果将被广泛的应用于包括
杀虫剂在内的非离子化合物上,并将进一步促进我们对SOM 中非理想吸附的基本机理和原因的理解。
关键词:污染物;电介质光谱学;核磁共振;腐殖质;粘土;土壤有机质
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1008-181X(2002)02-0144-08
应用于土壤中的有机农业化合物的归宿和生交互作用的吸附属性之后,研究人员提出了吸附作
物有效性主要取决于它们与土壤组分的交互作用, 用的线性分配模型(Chiou,1989;Karickhoff,1984)。
而土壤有机质(SOM)的组分相当重要,因为与矿此分配模型认为固相溶解作用的吸附与在液体中
物成分相比,它通常对有机化合物具有最大的热力的溶解相似,认为吸附的浓度是与一个分配系数高
学的亲合力。虽然对 SOM 的吸附机理已经进行了达接近于其水溶解度的溶液浓度成正相关的,同时
多年研究,但在分子和微观水平上的研究甚少。而提出当复合的溶质存在时,吸附是非竞争的。分配
在此水平基础上明确其吸附机理,尤其是由 SOM 模型的实质就是:在固体内所有的细微的位点都具
中特定位置存在而产生的非理想行为,对模拟化合有同样的势能,因此第一个分子的吸附和最后的一
物的环境行为、耕层土壤运输模型建立及控制被污个分子的吸附热力学上是同样有利的。能使像 SOM
染的场所,对预测有机化合物在土壤中的归宿、污这样的异质材料达到上述论点正确的唯一方式是
染土壤对人类和环境危险的评价以及形成并提出它的内部结构有足够的流动性(表明大分子是充分
合理的风险评估及污染土壤补救的新途径均有着移动的),且其每个位置存在的时间很短,并且渗
重要的意义。研究结果将被广泛的应用于包括农业透剂对固态吸附剂性质的影响不大。如果这些条件
化合物(如杀虫剂)在内的非离子有机化合物。得到满足,渗透剂将随着填充量的递增而仍能保持
以前研究认为,有机化合物是被吸入 SOM 的在一个平均的、不变的化学环境,正如同在普通液
3-维基质之中而不是被吸入其表面(Freeman 和体中一样,吸附将呈线性和非竞争的。然而,现在
Cheung,1981;Chiou,1989;Karickhoff,1984)。的