土壤沉積物的有機碳吸附系數(shù)的測定

1、土壤沉積物的有機碳吸附系數(shù)的土壤沉積物的有機碳吸附系數(shù)的測定實驗測定實驗 一、實驗?zāi)康呐c內(nèi)容一、實驗?zāi)康呐c內(nèi)容 實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康恼莆胀寥莱练e物的有機碳吸附系數(shù)掌握土壤沉積物的有機碳吸附系數(shù)(KOC)的測定方法；的測定方法；通過通過KOC的測定，深入了解其在評價有機物的環(huán)境行為的測定，深入了解其在評價有機物的環(huán)境行為方面的重要性。方面的重要性。 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容確定苯在土壤沉積物和水相之間的平衡時間；確定苯在土壤沉積物和水相之間的平衡時間；并利用批量平衡法測定苯的并利用批量平衡法測定苯的KOC 。 二、實驗原理二、實驗原理有機污染物有機污染物水環(huán)境水環(huán)境土壤及沉積物土壤及沉積物懸浮顆粒物懸浮顆粒

2、物吸附吸附化學(xué)物質(zhì)分子被顆粒表面束縛的物理化學(xué)過程化學(xué)物質(zhì)分子被顆粒表面束縛的物理化學(xué)過程 使用使用批量平衡法批量平衡法測定土壤及沉積物對有機物的吸附系數(shù)測定土壤及沉積物對有機物的吸附系數(shù) 二、實驗原理二、實驗原理建立吸附等溫方程建立吸附等溫方程探索化合物在顆粒物相和水相中濃度的比例，然后按此探索化合物在顆粒物相和水相中濃度的比例，然后按此 比例混合，恒溫振蕩器上振蕩，直到有機物的濃度在比例混合，恒溫振蕩器上振蕩，直到有機物的濃度在 固、液兩相中達到平衡；固、液兩相中達到平衡；分別測定兩相中有機物的濃度，或通過差減法求出固相分別測定兩相中有機物的濃度，或通過差減法求出固相 中有機物的濃度，最后

3、求出吸附量；中有機物的濃度，最后求出吸附量；用線性回歸法求出有機物在水體懸浮顆粒物或土壤中的用線性回歸法求出有機物在水體懸浮顆粒物或土壤中的 吸附常數(shù)。吸附常數(shù)。二、實驗原理二、實驗原理Langmuir吸附等溫方程吸附等溫方程Freundlich吸附等溫方程吸附等溫方程Linear吸附等溫方程吸附等溫方程有機物在粘土有機物在粘土上的吸附上的吸附 asdeqCKCCs：平衡時吸附在顆粒物或土壤上的化學(xué)品濃度：平衡時吸附在顆粒物或土壤上的化學(xué)品濃度 ：平衡時水相中化學(xué)品濃度：平衡時水相中化學(xué)品濃度(mg/L); Kd：吸附常數(shù)；：吸附常數(shù)；A：指數(shù)項常數(shù)，一般介于：指數(shù)項常數(shù)，一般介于0.71.1

4、之間之間 aeqC(mg)(mg)被吸附化學(xué)品的質(zhì)量土壤或沉積物的質(zhì)量OC=100OCdKKKOC：土壤中有機碳吸附系數(shù)：土壤中有機碳吸附系數(shù)OC(%)：土壤或沉積物中有機碳的百分?jǐn)?shù)：土壤或沉積物中有機碳的百分?jǐn)?shù) 三、實驗儀器與試劑三、實驗儀器與試劑儀器儀器：恒溫振蕩器；離心機；恒溫振蕩器；離心機；氣相色譜儀氣相色譜儀(氫火焰離子化檢測器氫火焰離子化檢測器)；10 L微量進樣器；微量進樣器；5 mL具塞離心管若干；具塞離心管若干；50 mL錐形瓶若干；各種規(guī)格移液管若干；錐形瓶若干；各種規(guī)格移液管若干；pH計計 儀器條件儀器條件：氣相色譜儀運行條件：柱溫氣相色譜儀運行條件：柱溫65 ；進樣器；

5、進樣器120 ；檢測；檢測器器(FID) 140 ；載器流速；載器流速 30 mL/min；氫氣流速；氫氣流速 30 mL/min；空氣流速空氣流速 300 mL/min；進樣量；進樣量 1L試劑：試劑：土壤和沉積物土壤和沉積物苯標(biāo)準(zhǔn)儲備液：含苯苯標(biāo)準(zhǔn)儲備液：含苯80.0 mg/L80.0 mg/L的甲醇溶液的甲醇溶液二硫化碳二硫化碳( (經(jīng)重蒸處理經(jīng)重蒸處理) ) 四、實驗步驟四、實驗步驟1、樣品的采集和處理、樣品的采集和處理由于沉積物和土壤中含有樹枝和樹葉等雜物，采由于沉積物和土壤中含有樹枝和樹葉等雜物，采回來的樣品首先需經(jīng)水漂洗，除去雜物；回來的樣品首先需經(jīng)水漂洗，除去雜物；然后攤成一薄

6、層，風(fēng)干，研細，過然后攤成一薄層，風(fēng)干，研細，過60目篩子；目篩子；測定有機碳含量和測定有機碳含量和pH值值四、實驗步驟四、實驗步驟2、吸附平衡時間的試驗、吸附平衡時間的試驗取取80.0 mg/L苯的標(biāo)準(zhǔn)儲備液苯的標(biāo)準(zhǔn)儲備液1 mL于于100 mL容量瓶中，容量瓶中，蒸餾水稀釋定容并搖勻。蒸餾水稀釋定容并搖勻。在一系列在一系列50 mL錐形瓶中，加入錐形瓶中，加入1.00 g土壤樣品，土壤樣品，0.8 mg/L的苯水溶液的苯水溶液20 mL，于，于250.5 封閉的條件下封閉的條件下恒溫振蕩，定時取樣，測定苯在兩相中的濃度，確恒溫振蕩，定時取樣，測定苯在兩相中的濃度，確定苯在該條件下達到平衡所

7、需的時間。定苯在該條件下達到平衡所需的時間。 四、實驗步驟四、實驗步驟3、吸附等溫線的測定、吸附等溫線的測定準(zhǔn)確稱取準(zhǔn)確稱取1.00 g土壤樣品于土壤樣品于50 mL錐形瓶中，分別加入錐形瓶中，分別加入0，4，8，12，16和和20 mL的的 0.8 mg/L的苯水溶液，并的苯水溶液，并用用0.01 mol/L CaCl2水溶液使錐形瓶內(nèi)溶液總體積為水溶液使錐形瓶內(nèi)溶液總體積為20 mL。恒溫。恒溫(250.5 )振蕩達平衡，轉(zhuǎn)入不銹鋼離振蕩達平衡，轉(zhuǎn)入不銹鋼離心管離心心管離心(8000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分)10min。從離心后的水相中取從離心后的水相中取5 mL溶液于具塞離心管，加入溶液于具塞離心管，

8、加入100 L CS2充分振搖，之后用離心機破乳，取充分振搖，之后用離心機破乳，取1 L CS2層進行色譜分析，得苯的峰面積，由校正曲線計層進行色譜分析，得苯的峰面積，由校正曲線計算出水相中苯的濃度。由差減法求出底泥的吸附量，算出水相中苯的濃度。由差減法求出底泥的吸附量，以水相濃度對吸附量作圖，得吸附等溫線。以水相濃度對吸附量作圖，得吸附等溫線。 五、實驗結(jié)果五、實驗結(jié)果根據(jù)下式計算土壤和懸浮顆粒物上待測物濃度根據(jù)下式計算土壤和懸浮顆粒物上待測物濃度Cs 0eqS(mg L)(mg L)(mL)(mg g)W(mg)CCVCCS: 平衡時吸附于顆粒物或土壤上的待測物濃度，平衡時吸附于顆粒物或土

9、壤上的待測物濃度，mg/g；Ceq：平衡時待測物在水相中的濃度：平衡時待測物在水相中的濃度, mg/L；C0：初始時待測物在水相中的濃度：初始時待測物在水相中的濃度, mg/L；V: 水相總體積水相總體積, mL；W: 土壤重量，土壤重量，mg 待測物濃度一定要小于該待測物在水中的溶解度待測物濃度一定要小于該待測物在水中的溶解度至少至少5濃度，且是平行實驗數(shù)據(jù)濃度，且是平行實驗數(shù)據(jù)五、實驗結(jié)果五、實驗結(jié)果CS Ceq CS Ceq吸附等溫線吸附等溫線lgCS lgCeq關(guān)系圖關(guān)系圖 線性回歸分析線性回歸分析Kda KOC: 土壤或沉積物中單位重量有機碳所吸附的化學(xué)品土壤或沉積物中單位重量有機碳

10、所吸附的化學(xué)品量與化學(xué)品在單位體積溶液中的量達到平衡時的比值量與化學(xué)品在單位體積溶液中的量達到平衡時的比值 KOC 六、注意事項六、注意事項1、 水水/土比的選擇要適當(dāng)，一般應(yīng)有一個上限，土比的選擇要適當(dāng)，一般應(yīng)有一個上限， 即在振蕩過程中保持穩(wěn)定的土壤懸浮液為即在振蕩過程中保持穩(wěn)定的土壤懸浮液為 宜，宜，對弱吸附的待測物可選擇比較小的水對弱吸附的待測物可選擇比較小的水/土土 比，對強吸附的待測物可選擇比較大的水比，對強吸附的待測物可選擇比較大的水/土比土比。2、 溫度對吸附也有一定影響，一般應(yīng)控制在溫度對吸附也有一定影響，一般應(yīng)控制在2 以內(nèi)，為避免和減少溫度效應(yīng)的產(chǎn)生，離以內(nèi)，為避免和減少溫度效應(yīng)的產(chǎn)生，離 心機最好配有恒溫設(shè)備。心機最好配有恒溫設(shè)備。3、吸附常數(shù)只有在一定條件下才為恒定，該條、吸附常數(shù)只有在一定條件下才為恒定，該條 件下化合件下化合 物應(yīng)物應(yīng)無水解、光解、降解和揮發(fā)無水解、光解、降解和揮發(fā)等等 過程發(fā)生。過程發(fā)生。4、計算土相中待測物濃度時需、計算土相中待測物濃度時需扣除土相中水分扣除土相中水分 所含的待