土壤沉积物对有机物吸附系数的测定

1、土壤沉积物的有机碳吸附系数的测定大连理工大学环境与生命学院一、实验目的与内容实验目的¾¾掌握土壤沉积物的有机碳吸附系数(KOC)的测定方法；通过KOC的测定，深入了解其在评价有机物的环境行为方面的重要性。实验内容¾¾确定甲草胺在土壤和水相之间的平衡时间；并利用批量平衡法测定甲草胺的KOC。二、实验原理 有机污染物 吸附 悬浮颗粒物 水环境 土壤及沉积物 化学物质分子被颗粒表面束缚的物理化学过程 使用批量平衡法测定土壤及沉积物对有机物的吸附系数 建立吸附等温方程探索化合物在颗粒物相和水相中浓度的比例，然后按此比例混合，恒温振荡器上振荡，直到有机物的浓度在固

2、、液两相中达到平衡；分别测定两相中有机物的浓度，或通过差减法求出固相中有机物的浓度，最后求出吸附量；用线性回归法(Freundlich吸附等温方程变形)求出有机物在水体悬浮颗粒物或土壤中的吸附常数。Langmuir吸附等温方程 Linear吸附等温方程 Freundlich吸附等温方程 有机物在粘土 上的吸附 Cs：平衡时吸附在颗粒物或土壤上的化学品浓度 Cs = Kd C a eq 被吸附化学品的质量(mg) 土壤或沉积物的质量(mg) Ceq：平衡时水相中化学品浓度(mg/L); Kd：吸附常数； a：指数项常数，一般介于0.71.1之间 Kd KOC= × 100 OC KOC

3、：土壤中有机碳吸附系数 OC(%)：土壤或沉积物中有机碳的百分数 三、实验仪器与试剂仪器：恒温振荡器；离心机；高效液相色谱；50 µL微量进样器；5 mL具塞离心管若干；50 mL锥形瓶若干；各种规格移液管若干；pH计仪器条件：高效液相色谱运行条件：大连依利特YWG C18 10 µm 反相色谱柱(250 mm×4.6 mm)；流动相组成为35:65(V/V)的磷酸缓冲液(pH3)/乙腈；流速为1 ml/min；进样量为20 µL；检测波长220nm；检测温度为室温。该条件下，甲草胺的保留时间约为9 min。试剂：土壤，白洋淀府河刘口段玉米田土壤，风干，

4、过筛（20目）备用；甲草胺标准储备液：1000 mg/L的甲醇溶液(实际浓度为983.65 mg/L)；1M CaCl2四、实验步骤1、样品的采集和处理由于土壤中含有树枝和树叶等杂物，采回来的样品首先需经过筛(2 mm)，除去杂物；然后摊成一薄层，风干，研细，过10目筛子；测定有机碳含量(2.25)和pH值(7.8)。2、水土比的筛选实验采用振荡平衡法，分别称取10.0g, 5.0g, 2.5g, 1.0g土样于100mL锥形瓶中，加入25.0mL 农药溶液（含10ppm甲草胺，10mM的CaCl2），则水土比为2.5:1、5:1、10:1、25:1；然后在25、180r/min 条件下振荡2

5、4h，静置2h，取上清液至离心管，以4000r/min的速度离心10min，上清液用0.45µm水系膜过滤，同时进行土壤空白和化合物空白实验以消除误差，所有实验重复三次。3、吸附平衡时间的试验甲草胺浓度10 mg/L、土水比1:5。分时取样，时间分别在振荡开始后1h、2h、3h、5h、7h、10h、24h、48h取样测定。其他条件同上。4、吸附等温线的测定土水比1:5、甲草胺浓度设定2、4、6、8、10、15 、20、25 mg/L，平衡时间24h。其他操作条件同上。五、实验结果 根据下式计算土壤和悬浮颗粒物上待测物浓度Cs CS(mg g) = C 0(mg L) Ceq( mg

6、L) × V (mL) W(mg) CS: 平衡时吸附于颗粒物或土壤上的待测物浓度，mg/g； Ceq：平衡时待测物在水相中的浓度, mg/L； C0：初始时待测物在水相中的浓度, mg/L； V: 水相总体积, mL；W: 土壤重量，mg 待测物浓度一定要小于该待测物在水中的溶解度； 至少5浓度，且是平行实验数据。 六、注意事项1、水/土比的选择要适当，一般应有一个上限，即在振荡过程中保持稳定的土壤悬浮液为宜，对弱吸附的待测物可选择比较小的水/土比，对强吸附的待测物可选择比较大的水/土比。2、温度对吸附也有一定影响，一般应控制在±2以内，为避免和减少温度效应的产生，离心机最好配有恒温设备。3、吸附常数只有在一定条件下才为恒定，该条件下化合物应无水解、光解、降解和挥发等过程发生。4、计算土相中待测物浓度时需扣除土相中水分所含的待测物量。七、讨论与思考1、举例说明影响吸附性能的因素，并思考本实验方案中忽略的因素。2、列出吸附等温线的五种类型，解析吸附等温方程式和吸附等温图形。浓度(m