本工作采用静态吸附法研究了 PAM在大庆市 盐碱土中的吸附行为,并通过室内土柱实验研究了 PAM在盐碱土中的自然迁移和模拟降雨情况下的 迁移行为，为制定PAM在发生意外泄漏后的治理 预案提供依据。
1实验部分
1.1材料、试剂和仪器
实验所用盐碱土试样采自大庆石油学院与黑 龙江八一农垦大学交界处表层〇 ~5 cm 土壤。将盐 碱土试样碾碎，过20目筛，除去杂质。其基本理化 性质:密度1.335 g/cm3, pH 10. 3,有机质质量分数
5.17%,含盐量1.27%，湿含量8. 86%，电导率
27.0mS/m，粗砂（>0.2 mm)质量分数 39.4%，细 砂（0.02 ~0.2 mm)质量分数44. 6%，粉和黏粒 (
722型紫外分光光度计：上海精密科学分析仪 器厂;AB204 -L型电子天平：梅特勒-托利多仪器 有限公司；GL -6型离心机：天津市欧诺仪器仪表 有限公司；PHS -3C型数字式酸度计：江苏江分电 分析仪器有限公司；HY -5型振荡机：江苏盐城龙 口医疗机械厂；HH-2型恒温水浴锅：江苏金坛市 江南仪器厂。
1.2实验方法
1.2.1吸附实验
在室温条件下，准确称取盐碱土试样3. 〇 g置 于锥形瓶中。将配制好的质量浓度为1 〇〇〇 mg/L 的PAM溶液按不同的PAM溶液与盐碱土质量比 (简称液固比）加入到锥形瓶中，静置吸附一段时间 后,取上层清液离心分离（转速为2 4〇〇 r/min) 5 min后，抽取中间层清液，采用改进的淀粉-碘化 物比色法测定其中的PAM浓度16]。每个实验作3 个平行样，平行样测定结果的相对误差小于3%时 取其平均值。根据上述方法确定PAM在盐碱土中 的吸附平衡体积和吸附平衡时间，由所确定的饱和 吸附条件，得出PAM在盐碱土中的静态吸附等温 线。土壤静态吸附量的计算方法见式（1)。
=-PA(!)
m
式中为土壤静态吸附量，mg/g;Pn为吸附前的 PAM初始质量浓度，mg/L;Pe为吸附后的PAM质 量浓度，mg/L; V为PAM溶液的体积，mL; m为土
壤试样的质M，g。
1.2.2迁移实验
PAM在盐碱土中迁移的实验装置为内径
9.2 cm、长5 ~ 15 cm的有机玻璃柱。土层厚度分别 为1 ~10 cm,添装后土柱尽量保持与地层的真实情 况相一致，土柱底部用?ill氏隔离，防止下渗液带出 土壤颗粒。PAM溶液从土柱上部进人，从土柱下部 渗出D
测定第1 cm 土壤中PAM含量时，土层厚度为 ]cm,向实验土柱上均匀淋滤一定量-的PAM溶液， 待土柱底部无溶液渗出时，PAM溶液淋滤量与渗出 量的差值即为土柱第】cm中PAM的含量。测定 第W厘米土壤中PAM含量，即用第W - 1厘米土柱 下渗出液中PAM含量减去第~厘米土柱下渗出液 中PAM含量。实验直到渗出液中检测不到PAM 时终止。
迁移实验中，分别考察了 PAM质量浓度为
1000 mg/L、PAM 溶液淋滤量为 110 mL 和 220 mL
的情况下，PAM溶液在盐碱土中的自然迁移规律。 模拟降雨实验在上述实验基础上，按大庆市年平均 降雨量425 mm向土柱中淋入2 825 mL水171，达到 预定实验条件后，测定每厘米土壤中的PAM含量。 计算方法见式。
式中：如为PAM在第W厘米土壤中的吸附量， mg/g; V。为淋滤到土柱中的PAM的量，mL;办为土 柱第W厘米下渗出液中PAM的质量浓度，mg/L; K为土柱第iV厘米下渗出液的体积，mL;P;v_，为土 柱第W - 1厘米下渗出液中PAM的质量浓度， mg/L;VN_，为土柱第W - 1厘米下渗出液的体积， mL;m为每厘米土层盐碱土的质量，mg。
2结果与讨论
2.1吸附实验结果
2.1.1 液固比对盐碱土中PAM吸附量的影响 在PAM质量浓度为1 000 mg/L、静态吸附时 间为2 h的条件下，考察了液固比对盐碱土中PAM 吸附量的影响，实验结果见图1。由图1可见：当液 固比小于25时，随液固比增大,PAM吸附量迅速升 高；当液固比大于25时，PAM吸附量基本不变，这 说明达到了饱和吸附。出现这种现象是因为随着 液固比的增大,PAM溶液量增大，单位质量土壤所 接触的PAM的量增加，故PAM吸附量增大；液固
比增大到一定程度时，盐碱土中PAM吸附量趋于 饱和。因此,PAM在盐碱土中吸附平衡时的液固比 为25。
2.1.2吸附时间对盐碱土中PAM吸附量的影响 在液固比为25、PAM质量浓度为1 000 mg/L 的条件下，考察了吸附时间对盐碱土中PAM吸附 量的影响，实验结果见图2。由图2可见：当吸附时 间小于8 h时，PAM在盐碱土中的吸附量随吸附时 间延长而迅速增加；当吸附时间大于8 h时，PAM 在盐碱土中的吸附量趋于稳定。这是因为，随吸附 时间延长，土壤充分接触吸附PAM的机会增多，吸 附量逐渐增大，当盐碱土中PAM吸附量逐渐饱和 时，吸附时间对PAM吸附量的影响逐渐变小。因 此，PAM在盐碱土中的饱和吸附时间为8 h。
图2吸附时间对盐碱土中PAM吸附量的影响
2.1.3吸附等温线
在液固比为25、吸附时间为8 h、室温条件下, PAM在盐碱土中的吸附等温线见图3。由图3可 见,PAM在盐碱土中表现出经典的吸附行为，吸附 量先随PAM质量浓度的增大而急剧增加，在PAM 质量浓度高于某一值后吸附量出现一平台，这表明 PAM在盐碱土表面的吸附已达到饱和，说明PAM 在盐碱土表面的吸附是“单层”吸附，这一点与文献 [1 ~4]结果一■致。
由实验可知，PAM在盐碱土中的饱和吸附量为 0.81 mg/g。根据吸附曲线变化趋势，对吸附数据 采用Langmuir等温吸附方程进行回归拟合，PAM 在盐碱土中的吸附关系曲线与Langmuir等温吸附 回归曲线具有较好的吻合性，其线性相关系数为 0.997 2,拟合方程如下。
qe = 1/( 1.25 +3. 185p0')
式中味为PAM在盐碱土中的平衡吸附量，mg/g。
2.2迁移实验结果
2.2. 1 PAM在盐碱土中的自然迁移规律
在PAM质量浓度为1 000 mg/L、PAM溶液淋 滤量分别为110 mL和220 mL的条件下，考察了 PAM在盐碱土中的自然迁移规律，实验结果见图 4。由图4可见:沿地表随盐碱土深度增加，各土层 的PAM含量减少，且减少的幅度越来越小;PAM溶 液淋滤量为HO mL时，盐碱土第1 cm 土壤中PAM 含量占总淋滤量的75. 6%，3 cm以内土壤中PAM 含量占总淋滤量的99. 9%以上；PAM溶液淋滤量 为220 mL时，盐碱土第1 cm 土壤中PAM含量占 总淋滤量的59.4%，3 cm以内土壤中PAM含量占 总淋滤量的96. 1%。这是因为，土层越靠近上部, 接触PAM溶液的时间越充分，由于土壤的吸附及 截留作用，致使PAM含量沿土层深度方向逐渐减 少。在实验条件下，PAM溶液淋滤量为110 mL和 220 mL时，其在盐碱土中的迁移深度分别为4 cm和 5 cm，可见PAM溶液淋滤量越大，PAM的迁移深度 越远，各层土壤中PAM的含量也相应增加。这是 由于，PAM溶液淋滤量越大，其在土壤中的停留时 间越长，土壤吸附和滞留PAM的机会就越多，致使 各个土层积累PAM的量越大。
另外，在自然迁移实验中，两种淋滤量盐碱土 中第1 cm 土层中PAM的含量都超过其饱和吸附 量0.81mg/g。主要有两方面原因：一是PAM在土 壤中有一定的吸附，源于第1 cm 土层的特殊性，易 达到饱和吸附条件，吸附量较大；二是PAM在向下 迁移的过程中，各层土壤颗粒对其有截留作用，使 得PAM滞留在表层土壤中，既没有被吸附，也无法 向下运移，再由于实验装置的局限性，将这部分滞 留在土层中的PAM量也计算在内，致使第1 cm 土 层中PAM含量超过饱和吸附量。
2.2.2 模拟降雨情况下PAM在盐碱土中的迁移 规律
根据大庆市年平均降雨量为425 mm，模拟降雨 情况下PAM在盐碱土中的迁移规律，实验结果见 图5。由图5可见:模拟降雨迁移实验中，沿地表随 盐碱土深度增加，PAM的含量减少，减少幅度越来 越小；PAM溶液淋滤量越大，PAM迁移的深度越 远，各层土壤中PAM的含量也相应增加;PAM溶液 淋滤量为110 mL时，盐碱土第1 cm 土壤中PAM 含量占总淋滤量的64. 3%，3 cm以内土壤中PAM 含量占总淋滤量的90. 7% ;PAM溶液淋滤量为 220 mL时，第1 cm 土壤中PAM含量占总淋滤量的 45.9%，3 cm以内土壤中PAM含量占总淋滤量的 86. 1 % ;与自然迁移规律相比，土壤深度2 cm以内 的PAM含量均减少，土壤深度大于2 cm时PAM 含量增加。这是因为，在模拟降雨情况下，土壤中 滞留的PAM在水的推动力作用下向下迁移，下层 未达到饱和吸附的土壤吸附PAM，使上层土壤中 PAM含量有所减少，下层土壤PAM含量有所增加。 在模拟降雨条件下，PAM溶液淋滤量为110 mL和 220 mL时，其在盐碱土中的迁移深度分别为5 cm 和6 cm，与自然迁移相比，PAM又向下迁移了 1 cm。这说明在大量降雨情况下，滞留在土层中的
PAM受到向下的曳力而垂向迁移。
另外，在模拟降雨实验中还发现，模拟降雨量 约为1 800 mL时，在盐碱土中PAM可迁移最深深 度的渗出液中就已经检测不出PAM的存在，这说 明即使增加降雨量，也不会对PAM的垂向迁移有 太大影响,且再经过一段时间的淋雨后，土壤中的 黏土颗粒膨胀及聚合物的迁移会逐渐堵塞部分孔 道，从而阻碍聚合物的向下迁移。也就是说，PAM 的垂向迁移受降雨量的影响是一定的。此外，与自 然界真实的迁移情况相比，本实验具有局限性，实 验中模拟降雨行为是一次性的，时间比较集中，同 等雨量情况下，自然界降雨量是在一年时间内完成 的。这造成实验中未等PAM完全吸附及降解等行 为的发生，就促使PAM垂向迁移，致使实验中PAM 迁移较远。而且本实验模拟单位面积PAM溶液液 层厚度较大，而在正常情况下，PAM溶液泄漏后单 位面积液层厚度将不会超过此值，因为液层厚度太 大使土壤垂向的阻力远大于水平方向的扩散力， PAM.水平扩散量将远远大于垂向迁移量。综上所 述，一般情况下，PAM意外泄露后其在盐碱土中的 迁移深度不超过10cm。
3结论
a)研究了 PAM在盐碱土中的吸附行为，实验 发现，随吸附时间延长、液固比增大，PAM在盐碱土 中的吸附量逐渐增大。PAM在盐碱土中的饱和吸 附条件为:液固比25，平衡吸附时间8 h。在此条件 下得出的PAM在盐碱土中的吸附等温线符合 Langmuir等温吸附模型，具有典型的单分子层吸附 规律，饱和吸附量为0.81 mg/g。
b)PAM在盐碱土中的迁移规律为：沿地表随 土壤深度增加，PAM的含量减少。PAM溶液淋滤量越大，迁移深度越深，各层土壤中PAM的含量也 相应增加。模拟降雨与自然迁移的规律相似，降雨 迫使PAM沿地表向下多迁移1 cm,迁移深度在5 ~ 6 cm。实验结果表明，盐碱土对PAM的截留能力 较强，意外泄漏的PAM主要集中在地表下3 cm以 内处，占总淋滤量的86. 1% ~ 99.9%。PAM在大 庆市盐碱土中的迁移深度不超过10 cm。