1_1_2_2_四氯乙烷在土壤中的吸附解吸研究及解吸滞后的新型模型模拟

摘要：采用室内实验方法，研究了1，1，2，2－四氯乙烷（1，1，2，2－tetrachloroethane，1，1，2，2－TeCA）在4 种土壤上的吸附和解吸行为，并用一种新型解吸模型———“双元平衡解吸（Dual－Equilibrium Desorption，DED）模型”对其解吸行为进行了预测。结果表明，1，1，2，2－TeCA 在4 种土壤上的吸附符合传统的线性吸附模型，lgKoc的平均值为1．86；解吸行为则表现出明显的滞后现象，解吸后的lgKoc （平均值约为4．88）显著大于初始值，且与吸附相污染物的初始浓度、土壤性质无相关性。DED 模型比传统线性模型能更好地拟合TeCA 在土壤中的解吸滞后现象。

    氯代挥发性有机物（VOCs） 已被广泛应用于干洗、油漆制造、有机合成以及各行业（如仪器制造、曝光电子、印刷等）的金属脱油洗涤等领域中，是一类重要的环境污染物。氯代挥发性有机物对人的中枢神经系统、呼吸系统、肾脏和肝脏等都有毒害作用，且被怀疑具有潜在的致癌作用。鉴于很多国家和地区的地下水和地表水都受到氯代挥发性有机物的污染[1-3]，氯代挥发性有机物的污染治理已成为全球关注的环境问题，了解其在环境中的污染状况和迁移归宿也成为一项紧迫的任务。
    污染物在土壤中的吸附解吸是决定其环境行为的重要过程，解吸过程能够更直接地影响污染物的生物可利用性，因而与污染土壤的生态风险息息相关。很多研究发现，吸附在土壤上的污染物只有一部分能够容易地解吸下来，而其余部分的解吸相对困难，并且不符合传统的吸附/解吸模型（例如线性等温线、Freundlich 等温线等）[4-8]，这种现象被称为“不可逆吸附”、“锁定”或“解吸滞后”。但是对于污染物在土壤/沉积物上的锁定行为的研究大多集中于芳烃类疏水性有机化合物，而对于溶解度相对较大、挥发性较强的氯代有机化合物在土壤或沉积物中的解吸行为的
研究还不多见。事实上，这类有机污染物在土壤和沉积物中的实际残留时间有可能要比基于污染物理化性质的预测时间长。一个典型的污染物例子是1，2-二溴乙烷，虽然其挥发性强而且易被微生物降解，但在被禁用19 年后，仍能在表层农田土中检测出1，2-二溴乙烷[9]。Pignatello[10]研究表明三氯乙烯（TCE）在土壤-水体系中的分配系数Kd 为540 mL·g-1，与具有高辛醇-水分配系数（Kow） 的高分子量芳烃的Kd 值相当。所以研究挥发性较强的氯代烷烃在土壤中的吸附、解吸行为，对于准确评价这类污染物的环境归趋具有重要的环境意义。
    本研究考察的1，1，2，2-四氯乙烷（1，1，2，2-TeCA）是典型氯代有机物，具有较高的辛醇－水分配系数，在环境中具有一定的持久性，并且可在非生物过程中转化为具有更强毒性效应的TCE，因而研究TeCA 的吸附解吸特性具有重要的环境意义。迄今为止，关于TeCA 吸附解吸研究的报道仍然较少，Valsaraj和Kommalapati 等[11-12]报道了TeCA 在路易斯安那州超级基金（superfund）污染土壤上的解吸呈明显滞后现象，但缺乏对滞后现象的准确数学模拟。本文
研究了TeCA 在4 种不同土壤上的吸附和解吸行为特征，并利用一种新型解吸模型———“双元平衡解吸（Dual Equilibrium Desorption，DED）模型”对解吸实验结果进行拟合，探讨污染物不可逆吸附的机理，为评价挥发性氯代烷烃在土壤中的归趋提供基础性研究。