DDT

第２２卷　２　０１　５年　第２期　３月　安全与环境工程　Ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖｏ１．２２　ＮＯ．２　Ｍａｒ．　２　０１　５　

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　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｔｕｄｉｅｓ，Ｃｈｉｎａ　Ｙｉｌｉａｎ。ＸＵ　Ｎｕｃｈａｏ。ＴＡＮＧ　Ｙｅ　

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，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　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　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　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　

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　

收稿日期：２Ｏ１４一Ｏ６一Ｏ５　修回日期：２０１５　０１　１３　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　第２２卷　

（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　

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　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　

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　

性质和ＤＤＴ的本底值见表１。　

１．２试验方法　

１．２．１溶液配置　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　

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。　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　

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、　１２　ｈ、２４　ｈ、４８　ｈ、７２　ｈ时，取下对应的离心瓶，离心，　

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　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　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　

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　

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　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　

和状态，再将柱内土壤空隙中重力水排尽，目的是使　

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　三　一　一一　一一一蚴　和出　一 一～　一　蝴　丽　，　ｖｌ　一一一～一～一～～～一第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