滯後效應

在管理心理學中，由於決策、管理諸因素滯後於形勢發展的重要而產生不良後果的現象，被人們稱之為滯後效應。一個現象與另一密切相關的現象相對而言的落後遲延；尤指物理上的果沒有及時跟着因而出現，或指示器對所記錄的改變了的情況反應遲緩。如：電流滯後於電壓。

工農業生產中產生的污染物已造成了許多地區的土壤、大氣、地表水及地下水嚴重污染，其中疏水性有機物具有高脂溶性及生物富集性，對自然生物及人類身體健康危害極大。我國許多地區土壤和沉積物已遭受了有機物的嚴重污染，有機物污染物會被土壤/沉積物吸附而固定下來，在適當的條件下又會釋放到環境中，成為二次污染源。這也是造成許多污染的土壤、河流及湖泊環境治理中最後無功而返的重要原因，因此，研究有機污染物在土壤/沉積物上的吸附-解吸特徵不僅具有理論價值，而且對預測有機污染物在土壤/沉積物中的歸宿、評估污染的土壤/沉積物對人類及環境危險性、在實際工作中為控制這類污染物提供科學的依據。

土壤/沉積物對有機污染物的吸附實際上是由土壤/沉積物中的礦物組分和土壤(沉積物)有機質兩部分共同作用的結果。而土壤有機質的組分相當重要，因為與礦物成分相比，它通常對疏水性有機化合物具有最大的熱力學親合力。因此，土壤/沉積物吸附有機污染物機理的研究主要是從土壤/沉積物中有機質的角度進行的。早先有觀點認為疏水性有機物在土壤沉積物上的吸附過程應是一種分配的過程，因此從分配模型的角度出發，平衡分配係數與土壤/沉積物中有機碳的含量存在線性相關關係。後來，Weber 和 Huang提出土壤/沉積物吸附有機污染物的三端元模式。將土壤/沉積物中吸附有機污染物的組份分成無機礦物表面、無定形的土壤有機質和凝聚態的土壤有機質三個部分。其中無機礦物表面和無定形的土壤有機質對有機污染物的吸附以相分配為主，而有機污染物在凝聚態的土壤有機質上的吸附則表現為非線性的。Pignatello和Xing提出雙模式吸附模型將土壤有機質分為溶解相和孔隙填充相兩個部分。這兩部分都會對吸附產生影響，但機理卻完全不同。其中有機污染物在溶解相上的吸附是一個分配過程，有機污染物在此相中具有較大的擴散係數，吸附與解吸的速率都很快，不會發生滯後現象。相反，在孔隙填充相中的吸附則服從蘭格繆爾吸附等温模型，吸附與解吸的速率較慢，存在解吸的滯後現象。這些研究都肯定了土壤/沉積物有機質的異質性(Heterogeneity)是引起有機污染物非線性吸附過程的主要原因，可見對土壤/沉積物吸附有機污染物機理的研究已進入到分子和微觀水平上。 ^[1] 

多環芳烴是環境中廣泛存在的一類有機污染物，由於其中許多化合物已被證實具有“致癌、致畸、致突變”效應，因此被列為環境監測中的優先污染物。本研究選擇了多環芳烴化合物菲，它具有較小的分子量、較強的化學惰性，在吸附機理研究中常常被採用。實驗中發現菲的吸附過程表現出明顯的非線性；而且解吸過程中存在明顯的滯後現象，並且對菲在自然土壤/沉積物上的積累(吸附)、釋放(解吸) 規律及其影響因素進行了深入研究，具有重要的科學和應用意義。

研究可以得出以下結論：（1）多環芳烴菲在土壤/沉積物上的吸附-解吸過程表現為非線性；（2）線性模型不適合擬合菲的吸附等温線，Freundlich模型很好地擬合了菲的吸附等温線，雙區位反應模型(DRDM)能較好地擬合菲在土壤/沉積物樣品上的吸附等温線，並且DRDM模型清楚地反映出菲在低濃度和高濃度下不同的吸附方式；（3）菲在土壤/沉積物上的吸附-解吸過程存在明顯的滯後現象，可能和樣品中有機質的異質性和土壤膠團中微小孔隙的存在有關。 ^[1] 

自從1963年R.L.Martin報道北美古生界存在不成熟油以來，世界許多地區先後發現了未成熟和低成熟的工業油流，其中相當一部分與碳酸鹽巖或碳酸鹽含量比較高的蒸發巖繫有關。例如，J.G.Palacas等(1983)在第十一屆世界石油會議上報道了美國南佛羅里達盆地源於下湖相碳酸鹽巖-蒸發岩層系中的未成熟-臨近成熟的石油(immature-marglnal mature oil)，並指出這些與碳酸鹽巖有關 的重油藏，與其認為是在深成作用帶形成的，不如認為是在成巖晚期作用帶形成的。再如我國江漢盆地廣33井和柴達木盆地開淺67井、 躍參1井的未成熟油，其源巖均為碳酸鹽含量較高的泥質岩-蒸發岩層系。以泌陽凹陷下第三系核桃園組為例，論述形成未成熟油的重要原因之一是碳酸鹽的遲緩效應。 ^[2] 

由於無法選取處於同一埋藏深度和相同温度條件下的樣品進行分析研究，我們所分析樣品的埋深變化在1638~2004m之間，埋深的不同必然也會造成成熟度指標的變化，使圖1中樣品點未呈嚴格的線性分佈。儘管如此，成熟度與岩石中碳酸鹽含量之間的負相關性仍明顯可見，表明碳酸鹽礦物對有機質熱演化具有遲緩效應，在埋深相近的條件下，碳酸鹽巖或碳酸鹽含量較高的生油巖中的有機質熱演化程度要低於泥、頁岩類生油巖。這或許正是泌陽凹陷白雲岩相區生油門限深度明顯大於泥、頁岩相區的主要原因。這種碳酸鹽巖中石油形成的滯後現象在我國其它地區也有報道。

週中毅等(1974)研究了川南二疊系中的眼球狀灰巖，其“眼球”成分以灰巖為主，“眼皮”成分為泥質，同一層位 “眼球”(灰巖)的有機質成熟度低於“眼皮”(泥質成分)。卞良樵等(1988)對浙江和湖北等地二疊系的成對泥岩、碳酸鹽巖樣品進行熱解分析，每對樣品採自幾乎相等的深度(最大距離不超過0.1m)，其沉積和熱動力環境基本相同，但每對樣品中，泥岩的最高熱解峯温均明顯高於碳酸鹽巖。國外也有類似的研究結果報道(Price，1985)，威尼斯頓某井在上部以頁岩和泥岩為主的層段中，R₀值與深度有良好的線性相關關係，相關係數達0.95；而在該井下部以碳酸鹽巖為主的老地層中，R₀值卻反常地降低了，其有機質成熟度低於上覆地層。

E.Tanenbaum等(1986)用不同介質作催化劑進行模擬試驗，其結果表明，方解石對各種三萜烷的異構化反應有抑制作用，而粘土礦物如伊利石、蒙脱石(尤其是蒙脱石)則有利於上述異構化反應進行。這説明，碳酸鹽巖中有機質演化程度的滯後是因缺乏粘土礦物的催化作用，碳酸鹽所造成的遲緩效應也只是相對於粘土礦物對有機質熱演化的催化加速效應而言。

對於那些處於較高演化階段的碳酸鹽巖生油巖，其有機質演化過程的滯後，除了缺乏粘土礦物的催化作用外，束縛瀝青“C”的加入也是一個重要原因。研究表明，同一塊生油巖中，瀝青“A”的演化程度明顯高於瀝青“C”。所以，當岩石進入較高熱演化階段後，瀝青“C”的釋放也會導致岩石抽提物成熟度指標值降低。由於碳酸鹽巖比泥岩往往含有更多的束縛瀝青“C”，因而其所導致的成熟度指標值降低也更明顯。

由於碳酸鹽礦物對有機質熱演化具有遲緩效應，造成碳酸鹽巖生油巖中油氣生成過程的滯後。因此，使泥質生油巖處於生油高峯階段的埋深和温度條件，可能使碳酸鹽巖生油巖仍處於未成熟或低成熟演化階段；而已使泥質岩處於過成熟階段的埋深和温度條件，則可能使碳酸鹽巖正處於生油高峯期。

碳酸鹽巖生油巖是我國古生界地層中重要的烴源巖類型，充分認識碳酸鹽礦物在有機質熱演化過程中的滯後 作用，將有助於對這類烴源巖成油階段的正確評價。筆者尚無法給出碳酸鹽遲緩效應的定量數值，對遲緩效應機制的分析也屬初步認識。撰寫旨在引起討論，以期對碳酸鹽巖生油方面的這一重要論題能得到深入研究。 ^[2]