第２２卷 第２期 ２ ０１ ５年 安全与环境工程 Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．２２ ＮＯ．２ Ｍａｒ． ２ ０１ ５ ３月 文章编号：１６７１－ｌ５５６（２０１５）０２ ００４９—０６ ＤＤＴ在武汉地区三种典型土壤中的吸附和迁移特征 张虎成，李义连，徐怒潮，汤 烨 （中国地质大学（武汉）环境学院，湖北武汉４３００７４） 摘要：采取室内模拟试验方法，研究了滴滴涕（ＤＤＴ）在武汉地区三种不同土质类型土壤中的吸附和迁移特征。 结果表明：ＤＤＴ在Ａ、Ｂ、Ｃ三种土壤中的吸附符合线性吸附方程，在２４ ｈ左右达到平衡，吸附过程为自发的物理吸 附，Ｋ 值在０．３～１．４１ ｍＩ ／ｇ之间，Ｋ 值大小顺序依次为Ａ种土＞Ｂ种土＞ｃ种土；土柱淋溶试验表明一周后 ＤＤＴ在Ａ种土、Ｂ种土和Ｃ种土中最大迁移深度分别为１１．０ ｃｍ、１３．２ ｃＩｎ、１５．４ ｃｍ；影响ＤＤＴ在土壤中吸附的重 要因素之一是土壤中有机质含量；土壤中的ＤＤＴ对地下水污染存在潜在的风险性，应引起高度重视。 关键词：土壤；滴滴涕（ＤＤＴ）；吸附；迁移；武汉地区 中图分类号：Ｘ５３ 文献标识码：Ａ Ｄ０Ｉ：１０．１３５７８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１６７１－１５５６．２Ｏ１５．０２．０１０ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｉｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＤＤＴ ｉｎ Ｔｈｒｅｅ Ｔｙｐｉｃａｌ Ｋｉｎｄｓ ｏｆ Ｓｏｉｌ ｉｎ Ｗｕｈａｎ Ａｒｅａ ＺＨＡＮＧ Ｈｕｃｈｅｎｇ，ＬＩ Ｙｉｌｉａｎ。ＸＵ Ｎｕｃｈａｏ。ＴＡＮＧ Ｙｅ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｉｅｓ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｉｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＤＤＴ ｉｎ ｔｈｒｅｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｉｎ Ｗｕｈａｎ ａｒｅａ ｂｙ ｉｎｄｏｏｒ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ＤＤＴ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌｓ ｉｓ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｌｉｎｅａｒ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ，ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｓ ａ ｂａｌａｎｃｅ ｉｎ ２４ ｈｏｕｒｓ．Ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｐｐｅａｒｓ ｔｏ ｂｅ ａ ｔｙｐｅ ｏｆ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔａｎｔ（ｋｄ） ｒａｎｇｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ０．３～１．４１ ｍＬ／ｇ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｒｄｅｒ ｏｆ ｋｄ ｖａｌｕｅｓ ｉｓ Ａ＞Ｂ＞Ｃ．Ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｃｏｌｕｍｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｉｇｒａｔｉｏｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ＤＤＴ ｉｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｓｏｉｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍｉｇｒａｔｉｏｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｉｓ ｌ１．０ ｃｍ ｉｎ ｓｏｌ１ Ａ，１３．２ ｃｍ ｉｎ ｓｏｌｌ Ｂ ａｎｄ ｌ５．４ ｃｍ ｉｎ ｓｏｌ１ Ｃ．Ｏｎｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆａｃｔｏｒ ｔｈａｔ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ＤＤＴ ｉｎ ｓｏｉｌ ｉｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ｉｎ ｓｏｉｌ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓ ｔｈａｔ ＤＤＴ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏ— ｔｅｎｔｉａｌ ｒｉｓｋｓ ｏｆ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｎｇ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ，ｔｏ ｗｈｉｃｈ ｈｉｇｈ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｐａｉｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｏｉｌ；ＤＤＴ；ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｍｉｇｒａｔｉｏｎ；Ｗｕｈａｎ ａｒｅａ 土壤是有机氯农药进入环境后的主要归属之 一地下水不受或少受污染具有重要的意义 。为此， 本文采取室内模拟试验方法，研究了有机氯农药滴 ，施用在农田中的农药，最后有相当一部分残留在 土壤介质中，农药在土壤介质中的残留是导致其对 生态环境造成污染和生物富集的根源Ｌｌｊ。虽然有机 氯农药在我国已经被禁用多年，但有机氯污染造成 的事故却屡见报端。有机氯在水中的溶解度非常 小，而且难以被自然降解，进入环境后，大部分会滞 滴涕（ＤＤＴ）在武汉地区典型土壤中的吸附和迁移 特征，为土壤农药污染治理提供科学依据。 １材料与方法 １．１试验材料和仪器 留在土壤中，土壤的吸附是有机氯农药在环境中的 重要行为和归宿之一＿２。Ｊ。因此，了解有机氯进入土 壤后的归趋，才有可能通过强化或者控制其某些关 键过程，以避免或者减小其危害 ］，这对保护土壤和 收稿日期：２Ｏ１４一Ｏ６一Ｏ５ 修回日期：２０１５ ０１ １３ 试验材料：有机氯农药混合溶液标准物质（５０ ｇ／ｍＬ，编号为ＧＢＷ（Ｅ）０６０１３３，北京北方伟业化工 技术研究院）；二氯甲烷、正己烷、丙酮等均为农残级 作者简介：张虎成（１ ９８８一），男，硕士研究生，主要研究方向为地下水与土壤污染控制及修复。Ｅ ｍａｉｌ：ｔｉｇｅｒ１９３１＠ｑｑ．ｃｏｒｎ 安全与环境工程 （上海安谱科学仪器有限公司）；氯化钙、硅胶、氧化 铝等均为分析纯（国药集团上海试剂厂）。 试验仪器：ＨＰ６８９０型气象色谱仪（Ａｇｉｌｅｎｔ，美 第２２卷 型离心机（上海安亭科学仪器厂）。 试验中采集了三种不同土质类型的土壤（Ａ种 土、Ｂ种土、Ｃ种土）样品，采集地点分别为武汉植物 国）；ＡＰＩ Ｅ ２０００型快速溶剂萃取仪（北京吉天仪器 有限公司）；ＺＨ—ＤＡ型光照全温振荡器（精达仪器制 造厂）；Ｒ一２１Ｏ型旋转蒸发仪（Ｂｕｃｈｉ，瑞士）；Ｎ— ＥＶＡＰ １２型氮吹仪（Ｏｒｇａｎｏｍａｔｉｏｎ，美国）；ＢＴ００— ６００Ｍ型恒流泵（兰格恒流泵有限公司）；ＴＤＩ 一５ Ａ 园旁农田（Ａ种土）、南望山（Ｂ种土）、汉口江滩 （Ｃ种土），采样深度为１０～３０ ｃｍ。土壤样品采集 后运回实验室，去除碎石、败叶等杂物，经自然风干 后研磨，过８０目筛装袋备用。土壤样品的基本理化 蝴一 ～一 一～丽一～ ，一ｖ一 ｌ～ ～一 一～ 和出 一 性质和ＤＤＴ的本底值见表１。 １．２试验方法 １．２．１溶液配置 准确加入三种土壤样品２．５ ｇ，立即盖上内衬聚四氟 乙烯的胶塞；２５℃用恒温振荡器连续振荡，转速为 储备溶液的配制：将购置的有机氯农药混合溶 液标准物质溶解到一定体积的甲醇中，并在棕色容 量瓶中用背景溶液定容，再根据试验的具体需要，用 背景溶液稀释成各种相应的不同浓度。 背景溶液的配制：在超纯水中加入１０ ｍｇ／Ｉ 的 １８０ ｒ／ｍｉｎ，进行吸附热力学试验；吸附试验进行２４ ｈ后，离心，从其中准确量取１０ ｍＩ 溶液，加回收率 一指示剂；用二氯甲烷萃取，旋蒸，固相净化，再次旋 蒸，氮吹至０．５ ｍＩ ，加入内标，放至冰箱中保存，待 测。 １．２．４土柱淋溶试验 ＣａＣ１ 作为水中的主要矿物成分，用来提供平衡离 子强度，再加入２００ ｍｇ／Ｉ 的ＮａＮ。来抑制生物活 性。 一 一一一蚴 定制内径３ ｃｍ、高３Ｏ ｃｍ的玻璃柱，玻璃柱底 端镶嵌有玻璃砂的隔层，为了防止土壤样品堵塞取 样口，在玻璃砂上面铺上一层用超纯水洗过并晾干 在配制的储备溶液中甲醇的体积不应超过 ０．５ ，以避免甲醇影响三种土质对ＤＤＴ的吸附和 ＤＤＴ在土柱中的迁移 ］。 １．２．２ 吸附动力学试验 选取４０ ｍＩ 特制玻璃离心管，编号后加入２０ ｍＩ 浓度为５Ｏ ｐｐｂ的ＤＤＴ储备溶液，在离心瓶中 分别准确加入三种土壤样品２．５ ｇ，立即盖上内衬聚 三 一 的细砂（约２８ ｇ）作为隔滤层。将土壤样品分层装填 柱子，每隔２～３ ｃｍ用玻璃锤捣实一次，捣实后用细 钢丝把土壤表面划毛，继续装填下一次，土柱内装填 土壤的容重接近自然状态下土壤的容重，柱内土壤 样品装填至离顶口５ ＣＩＴＩ处结束；土柱填装结束后， 为排除柱内空气，以稳定流速从柱子底部充去离子 水，去离子水通过毛细作用从土柱底端向上运动，待 土柱顶端出现湿润水层，表明柱内土壤已经达到饱 四氟乙烯的胶塞；２５℃用恒温振荡器连续振荡，转速 为１８Ｏ ｒ／ｍｉｎ，进行吸附动力学试验；吸附试验进行 到５ ｍｉｎ、１０ ｍｉｎ、２０ ｍｉｎ、３０ ｍｉｎ、１ ｈ、２ ｈ、４ ｈ、８ ｈ、 和状态，再将柱内土壤空隙中重力水排尽，目的是使 １２ ｈ、２４ ｈ、４８ ｈ、７２ ｈ时，取下对应的离心瓶，离心， 得柱内土壤更接近实际土壤的含水量，以稳定孔隙 结构和渗流速度，防止淋溶过程中空气造成的堵塞； 待柱内土壤水分达到饱和状态后，放置平衡２ ｄ＿９。 １］；在土壤样品柱上装填２Ｏ ｇ从修复场地采集的 污染土（浓度为２３．５×１０ ），轻轻压实，再覆盖１ ｃｍ厚粗砂，目的在于防止管壁出现沟流，造成整个 柱内水流不畅；用铝箔纸缠绕住玻璃柱，防止光解对 柱内土壤中ＤＤＴ的影响，恒流泵作为动力装置，将 从其中准确量取１０ ｍＩ 溶液，加回收率指示剂；用 二氯甲烷萃取，旋蒸，固相净化，再次旋蒸，氮吹至 ０．５ ｍＩ ，加入内标，放至冰箱中保存，待测。 １．２．３ 吸附热力学试验 选取４Ｏ ｍＩ 特制玻璃离心管，编号后分别加入 浓度为２．５ ｔｘｇ／Ｉ 、５／￣ｇ／Ｌ、１０＞ｇ／Ｉ 、２０ ｔｚｇ／Ｉ 、５０ ｔＬｇ／Ｉ 、１００ ｇ／Ｉ ６个浓度梯度的ＤＤＴ吸附剂，分别 第２期 张虎成等：ＤＤＴ在武汉地区三种典型土壤中的吸附和迁移特征 容量瓶中背景溶液淋溶至柱内，泵转速为１ ｒ／ｒａｉｎ， 淋出液分别收集至各对应的棕色容量瓶内，当达到 设计淋溶量３８０ ｍＬ后（７ ｄ），停止淋溶，静置１ ｄ，使 土柱内的水分排至接近自然状态；拆开土柱，将土柱 从上到下等份切割成１０段，并编号，测定各段土壤 中ＤＤＴ的含量。土柱淋溶试验装置简图如图１所 示。 ③ ④ ⑤ ⑥ 图１土柱淋溶试验装置简图 Ｆｉｇ．１ Ｓｅｔ—ｕｐ ｏｆ ｓｏｉｌ ｃｏｌｕｍｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅ １．恒流泵；２．容量瓶；３．细砂；４．污染土；５．土壤样品； ６．粗砂；７．玻璃砂；８．取样口 １．３分析方法 水样：上清液加回收率指示剂（ＴＣＭＸ、 ＰＣＢ２０９）２０ ｎｇ后用二氯甲烷萃取、旋蒸至５ ｍＬ，过 自制的复合硅胶一氧化铝固相萃取柱，再次旋蒸，氮 吹至０．５ ｍＬ，加入内标五氯硝基苯（ＰＣＮＢ）２０ ｎｇ， 放至冰箱中保存，待测。 土样：采用ＡＰＬＥ一２０００型快速溶剂萃取仪对土 样进行前处理，具体方法为：称量４ ｇ土样，与作为 分散剂的硅藻土均匀混合，土样与硅藻土的体积比 为１：１；将混合后的土样小心地全部填充至萃取池 后，加入回收率指示剂（ＴＣＭＸ、ＰＣＢ２０９）２０ ｎｇ。为 了防止土样中硫对后续ＧＣ—ＤＣＥ检测的影响，选择 在萃取池内土样中插入一小段铜片，设定方法为用 二氯甲烷萃取，萃取液储存于收集瓶中，其余步骤与 水样处理方法相同。 ＧＣ—ＥＣＤ测定条件＿】 ：色谱柱为ＨＰ一５毛细管 柱，规格为３０．０ ｍ×０．３２ ｍｍ×０．２５ ｍ，进样口温 度为２９０℃，不分流进样；载气为高纯氮气，流速为 ２．１ ｍＬ／ｍｉｎ；升温程序为初始温度１００℃，保持１ ｍｉｎ后以４℃／ｍｉｎ的速度升温至２００℃，然后以２ ℃／ｒａｉｎ速度升温至２３０℃，再以８℃／ｒａｉｎ速度升温 至２８０℃，保持１５ ｍｉｎ；进样量为２ Ｌ，内标法定 量；色谱数据采用Ａｇｉｌｅｎｔ７８９０工作站处理，化合物 的定量采用６点校正曲线法；水样和土样的方法检 测限分别为０．０１～０．１ ｎｇ／Ｌ、０．００１～０．００５ ｎｇ／ｇ。 ２结果与分析 ２．１ ＤＤＴ在土壤中的吸附特征 ２．１．１ 三种土壤样品对ＤＤＴ的吸附动力学曲线 ＤＤＴ在Ａ种土、Ｂ种土、Ｃ种土中单位吸附量 随时间的变化曲线见图２、图３和图４。 ｌ ｂ０ ● ∞ Ⅲ唧 ：噩 图２ Ａ种土对ＤＤＴ的吸附动力学曲线 Ｆｉｇ．２ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｋｉｎｅｔｉｃ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ＤＤＴ ｉｎ ｓｏｉｌ Ａ ｌ∞ ● ∞ 呵硎 莲 图３ Ｂ种土对ＤＤＴ的吸附动力学曲线 Ｆｉｇ．３ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｋｉｎｅｔｉｃ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ＤＤＴ ｉｎ ｓｏｉｌ Ｂ ‘∞ ● ∞ 血Ｉｊ 莲 ： 图４ Ｃ种土对ＤＤＴ的吸附动力学曲线 Ｆｉｇ．４ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｋｉｎｅｔｉｃ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ＤＤＴ ｉｎ ｓｏｉｌ Ｃ 由图２、图３和图４可以看出：三种土壤样品对 ＤＤＴ的吸附可以分为两个阶段：Ｏ～５ ｈ之间的快速 反应阶段、５～７２ ｈ之间的慢速反应阶段。在２４ ｈ 之后，三种土壤样品对ＤＤＴ的吸附虽然有所波动， 但基本维持在一个较为稳定的范围。这种快速达到 ５２ 安全与环境工程 第２２卷 平衡后又缓慢释放的现象，说明疏水性有机污染与 土壤之间存在着复杂的相互作用，从而最终达到一 个相对平衡的状态。这种相对平衡状态即吸附质在 完成吸附、置换和解吸过程中达到最低能态时，其浓 度会出现波动ｌｌ。 。 ２．１．２ 三种土壤样品对ＤＤＴ的吸附等温曲线 本试验采用常见的线性（Ｌｉｎｅａｒ）吸附和Ｆｒｅｕｎ— ｄｌｉｃｈ吸附等温模型，研究了三种土壤样品对水溶液 （２５℃）中ＤＤＴ的吸附平衡过程，各项参数和相关 系数见表２，吸附等温方程如下： Ｌｉｎｅａｒ：ｑ 一ａ＋ＫｄＣ （１） Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ：ｑ 一Ｋ Ｃ： （２） 式中：ｑ 为固体颗粒表面吸附核素的浓度（ｎｇ／ｇ）； ｃ 为溶液中溶质浓度（ｎｇ／ｍＬ）；ａ为方程中的拟合 常数；Ｋ 为吸附平衡常数（ｍＩ ／ｇ）；”为吸附指数。 表２不同吸附等温模型的各项参数和相关系数 Ｔａｂｌｅ ２ Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｆｏｒ ｖａｒｉｏｕｓ ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ｃｕｒｖｅｓ 由表２可以看出：用Ｌｉｎｅａｒ方程拟合ＤＤＴ在三 种土壤样品中的吸附等温线，相关系数尺 为０．８４～ ０．９８；用Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ方程拟合ＤＤＴ在三种土壤样品 中的吸附等温线，其Ｒ。为０．７９～０．９８，故采用Ｌｉｎｅａｒ 模型拟合效果较好，Ｋ 为０．２７～０．５３ ｍＩ ／ｇ。 吸附常数Ｋ 表示土壤对农药的吸附能力，其 值越大，则表示其吸附能力越强［】 。由表２可知： 三种土壤样品中Ｋ 值的大小表现为Ａ种土ＤＢ种 土ＤＣ种土（其中Ｏ，ｐ＇－ＤＤＴ的Ｋ 值表现为Ａ种 土＞Ｃ种土＞Ｂ种土）。根据国家环保总局颁布的 《化学农药环境安全评价试验准则》中农药土壤吸附 性的划分等级，Ｋ ＜５为难吸附ｎ引，４种ＤＤＴ同分 异构体在武汉地区三种土壤样品中的Ｋ 值均小于 ５，属难吸附农药，由此可推断ＤＤＴ在武汉地区大 多数土壤中均难吸附，对地下水和地表水造成污染 的可能性较大。 土壤吸附自由能的变化是反映土壤吸附特性的 重要参数，根据其变化的大小可推断土壤的吸附机 制：当自由能变化值小于４０ ｋＪ／ｍｏｌ时，为物理吸 附，反之则为化学吸附ｌ＿１ 。土壤吸附自由能的计算 公式为 ＡＧ＝一Ｒ丁ｌｎＫ （３） Ｋ 一１Ｏ０Ｋｄ／叫ｒＭ （４） 式中：ＡＧ为吸附自由能变化值（ｋＪ／ｍｏ１）；Ｒ为摩尔 气体常数，其值为８．３１ Ｊ／（ｔｏｏｌ・Ｋ）；Ｔ为绝对温度 （Ｋ）；Ｋ 为以有机质含量表示的土壤吸附常数 （ｍＬ／ｇ）；ｌＯＯＭ为土壤有机质质量分数（ ）；Ｋ 为模 型吸附平衡常数（ｍＬ／ｇ）。 将ＤＤＴ在三种土壤样品中吸附自由能ＡＧ的 变化列于表３中。由表３可见：三种土壤样品的ＡＧ 均为负值，说明吸附为自发过程；同时，△Ｇ均小于 ４０ ｋＪ／ｍｏｌ，说明为物理吸附。 表３ ＤＤＴ在三种土壤样品中吸附自由能的变化 Ｔａｂｌｅ ３ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｆｒｅｅ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ＤＤＴ ｎ ｔｈｅ ｔｈｒＰＰ ｋｉｎｄｓ ０ｆ ｓｏｉ】 鬟。ｃｒｒ … Ｊ． Ｐ，ｐ，－ＤＤＥ ０．４５ １８．８９ ７．２８ Ａ种土ｐ， ＤＤＤ Ｏ・４６ １９・Ｏ８ ７・３１ Ｏ， ＤＤＴ ０．５１ ２１．２５ ７．５７ Ｐ，ｐ＇－ＤＤＴ ０．５３ ２２．１８ ７．６８ Ｐ，ｐ＇－ＤＤＥ ０．３９ ３６．８９ ８．９４ Ｂ种土 ｐ， ＤＤＤ ０・４４ ４１・３Ｏ ９・２２ Ｏ， 一ＤＤＴ ０．４２ ３９．８３ ９．１３ Ｐ， ＤＤＴ ０．４９ ４６．０５ ９．４９ Ｐ，Ｐ ＤＤＥ ０．２７ ６６．３３ １ ０．３９ Ｃ种土 ｐ， ＤＤＤ Ｏ・４Ｏ １ Ｏ（］・５５ ¨・４２ Ｏ， ＤＤＴ ０．４４ １０９．８５ １１．６４ Ｐ，ｐ．－ＤＤＴ ０．３７ ９３．０５ １１．２３ ２．２ ＤＤＴ在土壤中吸附的影响因素分析 ２．２．１ 土壤中有机质含量 有研究表明，农药在土壤中的吸附主要受农药 第２期 张虎成等：ＤＤＴ在武汉地区三种典型土壤中的吸附和迁移特征 的性质、土壤的有机质含量和黏土矿物等因素控 制ｌ＿ １。其中土壤中有机质含量是影响农药吸附特 性的重要因素 。腐殖酸是有机质中最主要的组 成部分，其分子内存在着大量的羟基、羧基、酚羟基、 醌基等活性官能团，能与农药产生各种复杂的作用 力，土壤吸附农药主要依靠腐殖酸具有的网状结构 进行 。 ＤＤＴ在土壤中的吸附主要为线性吸附，表明 ＤＤＴ在吸附过程中分配机制起到了主要作用ｌ＿２ ， 推测与其在土壤有机质中的分配有关。武汉地区Ａ 种土、Ｂ种土、Ｃ种土三种土壤样品的有机质含量分 别为２３．９９ ｇ／ｋｇ、１０．５６ ｇ／ｋｇ、４．００ ｇ／ｋｇ。根据表２ 可知，ＤＤＴ在武汉地区土壤中的吸附主要是线性吸 附，其在Ａ种土、Ｂ种土和Ｃ种土中的Ｋ 均值分别 为０．４９ ｍＩ ／ｇ、０．４４ ｍＬ／ｇ、０．３７ ｍＬ／ｇ。将ＤＤＴ吸 附平衡常数Ｋ 与土壤中有机质含量进行线性回归 分析，结果表明：Ｋ 与土壤中有机质含量呈显著正 相关，线性方程为 一０．０２２ ３ｘ＋１．４３６ ２，相关系数 Ｒ 为０．９３５ ３。 ２．２．２土壤ｐＨ值 农药在土壤中的吸附与农药的离解常数和土壤的 ｐＨ值有关，它们决定了农药解离或聚合的程度，分子、 阳离子或阴离子形态的化合物被土壤吸附的程度和吸 附能力不同ｌ２ ，其吸附机制也不同［２ 。武汉地区Ａ种 土、Ｂ种土、Ｃ种土三种土壤样品的ｐＨ值分别为５．７３、 ５．４６、７．４１。将ＤＤＴ吸附平衡常数 与土壤ｐＨ值进 行线性回归分析，结果表明：其相关系数Ｒ。为０．６９０ １， 相关性不显著，表明ｐＨ值的影响程度较小，这主要是 因为ＤＤＴ为离子型化合物口矧。 ２．３ ＤＤＴ在土壤中的淋溶特性 淋溶是指污染物随渗透水在土壤中沿土壤垂直 剖面向下的一种运动，是污染物在水一土壤颗粒之间 吸附一解吸或分配的一种综合行为，它能使污染物进 入地下水而对地下水造成污染［２ 。 ＤＤＴ在三种土壤样品中不同土层深度的淋溶 分布曲线见图６、图７和图８。由图６、图７和图８可 以看出：ＤＤＴ在不同类型土壤中的迁移分布有一定 的差别，在Ａ种土中的最大迁移深度为ｌ１．０ ｃｍ，在 Ｂ种土中为１３．２ ｃｍ，在Ｃ种土中为１５．４ ｃｍ；当淋 溶时间为７ ｄ，ＤＤＴ在淋出液中均未检出，此时 ＤＤＴ在Ａ种土、Ｂ种土和Ｃ种土的迁移速度分别 为１．５７ ｃｍ／ｄ、１．８９ ｃｍ／ｄ和２．２０ｃｍ／ｄ，其迁移速度 大小表现为Ｃ种土＞Ｂ种土＞Ａ种土，与吸附试验 结果相一致。ＤＤＴ在有机质含量低的Ｂ种土填充 的土柱中吸附性小，不易被土柱持留，因此迁移深度 ＤＤＴ含量／（ ｇ・ｋｇ一 ） ０ ２ ４ ６ ８ １０ ｇ 啮 －Ｈ 图５ ＤＤＴ在Ａ种土中的淋溶分布曲线 Ｆｉｇ．５ Ｌｃａｃｈｉｎｇ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ＤＤＴ ｉｎ ｓｏｉｌ Ａ ｃｏｌｕｍｎ ＤＤＴ含￣／（ｉ．ｔｇ・ｋｇ。。１ ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ 吕 图６ ＤＤＴ在Ｂ种土中的淋溶分布曲线 Ｆｉｇ．６ Ｌｃａｃｈｉｎｇ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ＤＤＴ ｉｎ ｓｏｉｌ Ｂ ｃｏｌｕｍｎ ＤＤＴ＃￣／（ＩＪｇ・ｋｇ ） ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ 鲁 巡 图７ ＤＤＴ在Ｃ种土中的淋溶分布曲线 Ｆｉｇ．７ Ｌｅａｃｈｉｎｇ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ＤＤＴ ｉｎ ｓｏｉｌ Ｃ ｃｏｌｕｍｎ 较大；Ａ种土的有机质含量较高，ＤＤＴ在Ａ种土填 充的土柱中吸附性大，容易被土柱持留，因此迁移深 度较小。对于离子型农药，其在土壤中的淋溶特性 与土壤有机质含量呈负相关关系 ，可见上述淋 溶试验结果较好地印证了该论点。 ３ 结 论 （１）ＤＤＴ在武汉地区三种典型土壤样品中的 ５４ 安全与环境工程 第２２卷 吸附能较好地用线性吸附等温线拟合，吸附平衡常 数Ｋ 在０．３Ｏ～１．４１ ｍＩ ／ｇ之问，吸附性能较差，吸 附平衡时间为２４ ｈ。影响ＤＤＴ在土壤中吸附的因 素主要是土壤中有机质含量，吸附过程为自发的物 理吸附。 （２）ＤＤＴ在武汉地区三种土壤中的迁移速度 大小排序为Ｃ种土＞Ｂ种土＞Ａ种土，影响ＤＤＴ 迁移的最主要因素是土壤中有机质含量。ＤＤＴ有 一定的迁移性，且在自然环境中较难降解，能在环境 中持久性地残留，因此对地下水的污染风险较大，应 引起高度重视。 参考文献： ［１］张福金．典型科研农田土壤中有机氯农药残留及其生物有效性 研究ＥＤ］．呼和浩特：内蒙古大学，２００９． ［２］游远航，祁士华，叶琴，等．土壤环境有机氯农药残留的研究进展 ＥＪ］．资源环境与工程，２００５（２）：１１５ １１９． ［３］（）ｌｉｖｅｒ Ｂ Ｇ，Ｎｉｃｏｌ Ｋ Ｄ．Ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅｓ ｉｎ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ，ｗａｔｅｒ，ａｎｄ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｆｉｓｈ ｆｒｏｍ Ｌａｋｅｓ Ｓｕｐｅｒｉｏｒ，Ｈｕｒｏｎ，Ｅｒｉｅ，ａｎｄ Ｏｎｔａｒｉｏ［Ｊ］． Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９８２，１６（８）：５３２—５３６． Ｅ４］Ｄａｉ Ｒ，Ｚｈａｎｇ Ｇ，Ｇｕ Ｘ，ｅｔ ａ１．Ｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ １，１，１－ｔｒｉｃｈｌｏｒｏ一２，２ ｂｉｓ （ｐ－ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙ１）ｅｔｈａｎｅ（ＤＤＴ）ｂｙ ｃｌａｙｓ ａｎｄ ｏｒｇａｎｏｃｌａｙｓ ＥＪ］． Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｈｅａｌｔｈ，２００８，３０：４７９ ４８８． ［５］Ｊａｇａ Ｋ，Ｄｈａｒｍａｎｉ Ｃ．Ｇｌｏｂａｌ ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ ｏｆ ＤＤＴ ａｎｄ Ｉ）ＤＥ ｌｅｖｅｌｓ ｉｎ ｈｕｍａｎ ｔｉｓｓｕｅｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｙ Ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｈｅａｌｔｈ，２００３，１６（１）：７ ２０． ［６］Ｅｒａｋｈｒｕｍｅｎ Ａ Ａ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ ｏ， Ｓｏｉｌｓ ａｎｄ Ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｐｌａｎｔ Ｂａｓｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ：Ａ Ｃａｓｅ ｙｏｒ Ｅｎｌａｒｇｉｎｇ ａｎｄ Ｕｐｄａｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｉｎ Ｅｎｖｉ ｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ Ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ［Ｍ］． Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，２０ｌ ｌ：１４３ １６６． ［７］ＢａＧ Ｉ Ｊ，Ｊｉａ Ｆ，Ｃｒｏｇｏ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ａｓｓｅｓｓｉｎｇ ｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＤＤＴ ａｎｄ ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ ｉｎ ｍａｒｉｎｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ ｕｓｉｎｇ ｓｏｌｉｄ—－ｐｈａｓｅ ｍｉｃｒｏｅｘ—－ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎ— ｍｅｎｔａｌＴｏｘｉｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１３，３２（９）：１９４６ １９５３． Ｅ８］Ｃａｏ Ｘ，Ｈａｎ Ｈ，Ｙａｎｇ Ｇ，ｅｔ ａ１．Ｔｈｅ ｓｏｒｐｔｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ＤＤＴ ｏｎ— ｔｏ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ ｃｅｔｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉ— ｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ［Ｊ］．Ｍａｒｉｎｅ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，２０１１，６２：２３７０ ２３７６． Ｅ９］高明．典型农田土壤对ＢＨＣ和ＤＤＴ的吸附特征研究ＥＤ］．长春： 吉林大学，２００７． ［１０］陈静，王学军，胡俊栋，等．表面活性剂对人工污染土壤装填土柱 中ＰＡＨｓ迁移渗透的影响ＥＪ］．环境科学，２００５（２）：１９０ １９４． ［１１］丁晓欧．有机氯农药在模拟水环境中的吸附／解吸、垂向迁移及 挥发作用的研究［Ｄ］．长春：吉林大学，２０Ｉ１． ［１２］瞿，祁士华，张莉，等．福建戴云山脉土壤有机氯农药残留及 空间分布特征［Ｊ］．环境科学，２Ｏｌ３（Ｉ１）：４４２７—４４３３． ［１３］景丽洁，王晓栋，黄宏，等．三氯苯在淮河流域（江苏段）沉积物上 的吸附特性及影响因素［Ｊ］．环境科学，２００５（２）：８３ ８７． ［１４］Ｔａｎ Ｉ ，Ｑｉ Ｓ，Ｚｈａｎｇ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ ｐｐｂ—ｌｅｖｅｌ ＤＤＴｓ ｆｒｏｍ ａ— ｑｕｅｏｕｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｏｒｇａｎｏ ｄｉａｔｏｍｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｒｅ ｓｅａｒｃｈ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃａｎａｄａ，２０１３，４８（３）：２６６－２７８． ［１５］王静，赵莲莲，刘子圣，等．丁吡吗啉在土壤中的吸附及淋溶特性 ［Ｊ］．农业环境科学学报，２０１ｏ（１１）：２１２８—２１３２． ［１ ６］化学农药环境安全评价试验准则［Ｊ］．农药科学与管理，１９９ｏ （２）：卜５． ［１７］国家环境保护总局有毒化学品管理办公室．有毒化学品研究与 管理技术［Ｍ］．上海：上海科学普及出版社，ｌ９９２． ［１８］王琪全，刘维屏．除草剂灭草烟在土壤中的吸附、脱附＿Ｊ］．中国 环境科学，１９９８（４）：２７ ３１． ［１９］Ｗｅｂｅｒ Ｊ Ｂ，Ｔａｙｌｏｒ Ｋ Ａ，Ｗｉｌｋｅｒｓｏｎ Ｇ Ｇ．Ｓｏｉｌ ａｎｄ ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ ｐｒｏｐ～ ｅｒｔｉｅｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａｔｒａｚｉｎｅ，ｍｅｔｏｌａｃｈｌｏｒ，ａｎｄ ｐｒｉｍｉｓｕｌ～ ｆｕｒｏｎ—ｍｅｔｈｙｌ ｉｎ ｆｉｅｌｄ ｌｙｓｉｍｅｔｅｒｓ［Ｊ］．Ａｇｒｏｎｏｍｙ ｊｏｕｒｎａｌ，２００６，９８ （１）：８－１８． ［２０］Ｃｈｅｎ Ｓ Ｈ，ｘｕ Ｆ Ｉ ，Ｄａｗｓｏｎ Ｒ，ｅｔ ａ１．Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ０ｆ ｄｉｃｈ１０ｒｏｄｉｐｈｅｎｙｌｔｒｉｃｈ１ｏｒｏｅｔｈａｎｅ （ＤＤＴ） ａｎｄ ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ （ＤＤＤ ａｎｄ ＤＤＥ）ｂｙ ｒｉｃｅ ｒｏｏｔｓ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ， ２００７，１４７（１）：２５６ ２６１． Ｌ２１］Ｐａｎ Ｂ，Ｘｉｎｇ Ｂ．Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ｏｎ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｈｅｓ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｍｎｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００８，４２（２４）：９００５－９０１３． ［２２］Ａｎｉｒｕｄｈａｎ Ｔ Ｓ，Ｒａｍａｃｈａｎｄｒａｎ Ｍ．Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ—ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ ａｓ ａｄｓｏｒｂｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ ｈｕｍｉｃ ａｃｉｄ ｆｒｏｎｌ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｓ ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＣｌａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００７，３５（３）：２７６ ２８１． ［２３］张伟，王进军，张忠明，等．烟嘧磺隆在土壤中的吸附及与土壤性 质的相关性研究［Ｊ］．农药学学报，２００６（３）：２６５－２７１． Ｅ２４］郭柏栋，何红波，张旭东，等．乙草胺在四种不同土壤中吸附行为 研究＿Ｊ］．土壤通报，２００８（４）：９５７－９６１． ［２５］张瑾，司友斌．除草剂胺苯磺隆在土壤中的吸附［Ｊ］．农业环境科 学学报，２００６（５）：１２８９ １２９３． Ｌ２６Ｊ Ｌｉ Ｑ，Ｙｕｅ Ｑ，Ｓｕ Ｙ，ｅｔ ａ１．Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ，ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｅｓｉｇｎ ｔｏ ｍｉｎｉｍｉｚｅ ａｄｓｏｒｂｅｎｔ ａｍｏｕｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｉｄ ｄｙｅｓ ｏｎｔｏ ｃａｔｉｏｎｉｃ ｐｏｌｙｍｅｒ—ｌｏａｄｅｄ ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ［Ｊ￣．Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｏｕｒｎａｌ，２０１０，１５８（３）：４８９—４９７． ［２７］孙秋菊，郭兴宽．环境保护与物流［Ｍ］．北京：清华大学出版社， ２００４． ［２８］何利文，石利利，孔德洋，等．呋喃丹和阿特拉津在土柱中的淋溶 及其影响因素［Ｊ］．生态与农村环境学报，２００６，２２（２）：７１ ７４． ［２９］Ｋｏｓｋｉｎｅｎ Ｗ Ｃ，Ｓｔｏｎｅ Ｄ Ｍ，Ｈａｒｒｉｓ Ａ Ｒ．Ｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅｘａｚｉｎｏｎｅ， ｓｕｌｆｏｍｅｔｕｒｏｎ ｍｅｔｈｙｌ，ａｎｄ ｔｅｂｕｔｈｉｕｒｏｎ ｏｎ ａｃｉｄ，ｌｏｗ ｂａｓｅ ｓａｔｕｒａｔ ｅｄ ｓａｎｄｓ［Ｊ￣．Ｃｈｅｍｏｓｐｈｅｒｅ，１ ９９６，３２（９）：１６８１－１６８９． ［３Ｏ］刘慧君，王会利，郭宝元，等．多杀霉索在土壤中的吸附和淋溶行 为［Ｊ］．农药，２０１３（３）：２０４ ２０６． 通讯作者：李义连（１ ９６５一），男，教授，博士生导师，主要从事地表水 与地下水污染控制与修复以及温室气体的地质解决方法等方面的研 究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｙ１．１ｉ＠ｃｕｇ．ｅｄｕ．ｃｎ
