浅层地下水中胶体对有机氯农药运移的影响机理

已有研究表明，浅层地下水中胶体对金属离子、放射性核素和多环芳烃等污染物的行为和归宿有着显著的影响，而对有机氯农药（OCPs）的影响研究相对薄弱。拟以关中盆地渭河漫滩浅层地下水为研究对象，以OCPs类物质DDT为目标物质，在建立地下水中胶体的快速获取技术和胶体态DDT的精确测试方法的基础上，通过水文地质调查、野外采样、切向流超滤分离、相态表征、Zeta电位测试、激光粒度分析、吸附/解吸实验、砂柱实验和综合研究，分析地下水中胶体类型、组成、特征和形成机理，研究DDT在地下水中真溶液、胶体相、颗粒相的相态分布规律及其影响因素，揭示DDT在胶体/水介面的吸附/解吸机制，探索地下水中DDT与胶体协同运移机制。丰富和发展水文地球化学理论方法体系，深化对地下水中有机污染物迁移转化规律的认识，为浅层地下水中OCPs类物质污染有效控制和饮水安全提供科学依据。

项目以渭河漫滩浅层地下水中胶体与有机污染物为研究对象，通过水文地质调查、胶体分离、相态表征、吸附/解析实验、砂柱淋滤实验和综合研究，研究了OCPs类物质在地下水中真溶液、胶体相、颗粒相的相态分布规律及其影响因素，分析污染物在胶体/水介面的吸附/解吸及与胶体协同运移机制。获得以下主要结论：.1. 建立了土壤和地下水体中腐殖酸胶体的氧化流动注射化学发光测定方法，该方法的线性范围为1×10-1～5×102 mg/L，检出限为7.6×10-8 g/mL，RSD为3.47%。加标回收率在94.0%~114%之间。.2. 渭河沉积物对BHCs的吸附量依次为：黄土台塬-黄土＞一级阶地-粉质粘土＞漫滩-粉砂; 渭河沉积物对o,p’-DDT、p,p’-DDD 和 p,p’-DDE的吸附等温线形式分别为 S 型、L 型和 L 型，吸附作用分别符合 Freundlich 方程、Langmuir方程和 Langmuir 方程；阳离子表面活性剂改性的海泡石对BHCs的吸附量大于原生海泡石和经过阴离子表面活性剂修饰的海泡石。.3. 无机胶体SiO2和Fe(OH)3对BHCs的吸附为物理吸附，稳定性较差。胡敏酸胶体对BHCs和DDTs的吸附作用除范德华力外，脂肪族类物质的性质也是影响吸附的重要因素。.4. 以氯离子（保守离子）为参照，进行胡敏酸影响下的DDT穿透实验，胡敏酸胶体既使得部分DDT 运移加快（提早穿透），又是部分DDT在沉积物中的滞留时间延迟（拖尾）。说明胡敏酸胶体对 DDT 运移的影响比对保守离子更为强烈。.5. 天然胶体吸附有机物时比沉积物的吸附能更快达到平衡，且有很强的吸附能力，对OTC的吸附容量是颗粒沉积物的26倍。等温吸附过程仍然符合Langmuir模型，吸附具有自发、吸热和熵增的特性。胶体和沉积物吸附OTC都以物理吸附为主导，但胶体吸附过程中物理吸附的比重变小。.6. 提出了螯合沉淀-絮凝协同处理、改善电解电极与催化剂填料的电化学处理和石墨烯修饰微生物燃料电池（MFC）降解处理有机污染物的新方法，丰富了降解有机氯农药的技术体系。