不同碳鏈長度全氟化合物在水—土壤—植物間的遷移.pdf

1、全氟化合物(Perfluorinated compounds，PFCs)，是一類新型持久性有機(jī)污染物，因其具有良好的熱、化學(xué)穩(wěn)定性，以及特殊的疏水、疏油性能，而被廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)和生活中。近年來，短鏈全氟化合物被用作長鏈化合物的替代品而被廣泛應(yīng)用，C4和C6等短鏈化合物在環(huán)境水體、沉積物、大氣、生物體的檢出率和濃度呈現(xiàn)逐年增高的趨勢。短鏈全氟化合物的環(huán)境行為以及對生物體的潛在毒性越來越受到關(guān)注。
　　 本文研究了8種不同碳鏈長度的

2、PFCs在潮土和黑土中的吸附解吸行為，應(yīng)用土柱實驗研究了PFCs在兩種土壤中的淋溶行為以及溶解性有機(jī)質(zhì)(Dissolvedorganic matter，DOM)對淋溶行為的影響，最后利用盆栽實驗研究了PFCs在土壤-植物系統(tǒng)中的遷移和分布情況，期望為評價PFCs對地下水和植物的潛在風(fēng)險提供理論依據(jù)。利用批量平衡法研究了全氟化合物在兩種土壤的吸附解吸動力學(xué)和等溫線，結(jié)果表明PFCs在土壤中的吸附和解吸在24h內(nèi)均能達(dá)到平衡，解吸存在遲滯性

3、。PFCs在土壤中的吸附和解吸行為符合Freundilch吸附等溫線。初始濃度為0.5μg/mL，C4～C8全氟羧酸(Perfluorocarboxylic acids，PFCAs)和C4～C8全氟磺酸(Perfluoroalkyl sulfonates，PFSAs)在潮土的吸附Kd值分別為2.79～10.5 L/kg和3.21～32.3 L/kg; C4～C8 PFCAs和C4～C8 PFSAs在黑土的吸附Kd值分別為1.59～6.9

4、1 L/kg和2.05～27.6 L/kg，潮土對PFCs的吸附能力強(qiáng)于黑土。土壤對磺酸系列PFCs的吸附能力優(yōu)于羧酸系列，長鏈全氟化合物更容易吸附到土壤上。土壤有機(jī)質(zhì)含量和粒徑分布共同影響土壤對PFCs吸附能力。淋溶實驗表明PFCs在潮土和黑土土柱中的淋溶行為具有明顯的差異，黑土土柱淋出液中PFCs濃度變化小于潮土土柱。短鏈PFCs不容易被土柱吸附，穿透淋出較短，實驗結(jié)束時，PFBA、PFPeA、PFHxA、PFHpA、PFBS在水相

5、分配率均為大于97％;隨著碳鏈延長，土壤對PFCs吸附量增加，淋出時間延長，累積淋出率降低。DOM能夠改變PFCs的相對穿透曲線的形狀，對短鏈(C≤8)PFCs隨徑流的遷移具有促進(jìn)作用;增加了對地下水的潛在威脅，同時抑制了PFOA、PFHxS在土層中的向下遷移。實驗條件下，99％以上的PFOS被土柱吸附，不能夠發(fā)生淋溶。盆栽實驗的研究結(jié)果表明:低濃度(≤200μg/kg)處理不會對小麥幼苗生長產(chǎn)生明顯的毒害作用，高濃度(≥2000μg/

6、kg)的PFCs會顯著抑制植株生長，造成株高和生物量的降低，2000-4A/S、2000-6A-6S、2000-8A-8Sμg/kg染毒處理的植株地上部分生物量較對照處理分別降低了22.5％、35.4％、45.8％。小麥對短鏈全氟化合物(C≤6)的富集能力非常強(qiáng)，染毒濃度為2000μg/kg處理，小麥莖葉中PFBA和PFBS的含量為406，075μg/kg和15，083μg/kg，富集系數(shù)463和10.5。研究表明PFCAs比PFSAs