生态浅层蓄渗对鄱湖流域径流中持久有毒污染物的迁移阻滞效应及相关机理研究

研究表明，土壤有机质和无机矿物含量对持久有毒污染物多环芳烃（PAHs）和重金属有较强的吸附作用，进而影响土壤中污染物的纵向迁移过程。但是径流经浅层地下蓄渗之后，土壤渗滤介质所包含的有机质和无机矿物组分对径流中持久有毒污染物的迁移阻滞效应很少报道，对复合污染情况下不同污染物在土壤界面的环境化学行为更缺乏深入研究。本课题拟以实际雨水径流为处理对象，利用鄱阳湖湿地土壤为主要介质构建不同土壤渗滤介质的浅层地下渗滤装置，经长期渗滤试验后，分类提取土壤介质中有机质组分和无机矿物组分，综合运用环境扫描电镜、激光共聚焦显微镜和核磁共振等微观和波谱学表征手段，并从分子结构水平上研究混合土壤有机质的微观结构，探索性地考察多环芳烃和重金属经浅层地下渗滤之后在不同土壤介质组分表面的物理化学行为。该研究有助于进一步理解不同土壤介质组分对持久有毒污染物的吸附机理，同时为污染场地的修复、生态风险评价等提供基础科学依据。

课题选择鄱阳湖流域具有代表性的湿地土壤为吸附材料，在国际腐殖酸协会(IHSS)推荐的方法的基础上优化分离提取土壤中的有机和无机矿物组分，研究了它们对地表径流中常见的重金属Zn, Cu, Pb和多环芳烃(PAHs)菲的吸附行为，测定了接触时间、pH值、初始浓度等因素对吸附的影响，并运用热力学参数ΔG°和等温吸附模型描述了吸附过程，最后综合运用傅立叶转换红外光谱(FTIR) 、X 射线衍射(XRD) 等方法重点开展了相关吸附机理的初步研究。研究结果表明，土壤性质对Zn2+, Cu2+, Pb2+的吸附行为有很大影响，其中，pH值是影响土壤对重金属吸附的最重要因素；ΔG°为负值，重金属吸附是吸热过程；菲在不同的有机组分上的吸附过程表现出明显的非线性，Freundlich等温吸附模型能较好的描述各污染物的吸附过程。. 本研究为径流中持久有毒污染物在土壤中的迁移转化机制提供了实验与理论依据，对污染土壤的的有效修复具有参考价值。