多环芳烃的土壤污染修复技术及应用
摘要：多环芳烃是广泛分布于环境中的一类重要的有机污染物，因其具有致癌、致畸、致突变效应且生物降解性差，严重威胁生态环境的安全，而引起了人们的高度重视。本文着重从化学氧化方法入手，采用高级氧化技术修复污染土壤。选用四种氧化剂（双氧水，Fendon试剂，二价铁活化过硫酸钠，碱活化过硫酸钠）研究对土壤中PAHs的降解影响，同时探讨了零价铁活化过硫酸钠氧化降解PAHs的最佳氧化条件。结果表明：四种氧化剂中，二价铁活化过硫酸钠的氧化降解效率最高。PAHs的去除率随着铁粉加入量的增大、过硫酸钠加入量的增大、pH值的降低和温度的升高而增加，零价铁的加入量2.0mmol/g，过硫酸钠的加入量3mmol/g，初始pH值本底值（7.4），温度25℃，苯并（a）蒽的降解率为81.6%，苯并（b）荧蒽的降解率为86.9%。在零价铁活化过硫酸钠联合体系中，苯并（a）蒽和苯并（b）荧蒽氧化降解的最终产物为二氧化碳和水。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 2
引言 2
1 材料与方法 3
1.1 实验材料 3
1.1.1 试剂 3
1.1.2 仪器 3
1.2 实验方法 3
1.2.1 四种氧化剂的氧化能力比较 3
1.2.2 零价铁与过硫酸钠复合体系的氧化 4
1.3 分析方法 5
2 结果与讨论 5
2.1 四种氧化剂对PAHs降解效果的比较 5
2.2 零价铁活化过硫酸钠 7
2.2.1 原理 7
2.2.2 四种变量因素对PAHs降解效果的比较 7
3 小结 10
致谢 11
参考文献 12
多环芳烃的土壤污染修复技术及应用
引言
引言
多环芳烃作为全球性的一类重要的环境有机污染物，是美国环保局制定的129 种优先污染物中的一类，它广泛存在于人类生活的自然环境如大气、水体、土壤、作物和食品中。多环芳烃( PAHs)是指一类含有2个或2个以上苯环，以线状、角状或簇状排列的稠环型化合物
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
，熔点和沸点较高，具有疏水性强、蒸气压小、辛醇水分配系数高等特点，目前已知的多环芳烃有200多种。近年来大量调查研究表明，空气、土壤、水体及生物体等都受到了多环芳烃的污染。生物毒性实验表明：多种PAHs 具有致畸、致癌和致突变性，已引起人们的高度重视[12]。Macay[3]等指出，多环芳烃水溶性较低，挥发性中等偏低，在环境中的半衰期变化很大，在水环境中的半衰期为7～60 d，在土壤中的半衰期为2个月～2年，在水底沉积物中的半衰期为8个月～6年。由于人类对石化产品的不断开发利用，环境中多环芳烃污染物浓度在逐年增加，已经威胁到人类的身体健康。在自然界自净能力的基础上，人类应该通过各种渠道促进自然界快速降解、转化积累在环境中的PAHs。多环芳烃的治理研究已引起国内外有关专家的高度重视，也是目前污染防治研究的热点与难点。由于PAHs具有疏水性强，辛醇—水分配系数高，沉积物—水分配系数高等性质，因此在土壤、沉积物、颗粒物中的含量较高，相应地提出一系列适合于固体样品中PAHs 的处理方法。
生物降解是处理PAHs的主要途径，但是生物处理存在不少缺陷，菌株的培养、筛选费时费力，目前仍没有筛选出高效专性或兼性的降解菌株；在高浓度的情况下菌株的降解率会下降等问题还没有得到解决。到目前为止，研究使用生物质炭修复污染土壤主要集中在实验室和小面积试验。相比而言，利用化学高级氧化技术修复污染土壤，主要有以下几个优点：A极高的氧化能力，较小的选择性、较快的反应速率；B.有机物最终被氧化为C02和H2O，不会对环境产生二次污染；C.既能单独使用，也可与其他技术联合使用，从而减少了处理费用；D.设备操作简便，易于控制和管理。
土壤修复工程上常用的氧化剂有H2O2、KMnO4、Fenton试剂和过硫酸盐等[46]，不同的氧化剂由于其投入量、催化剂投入量、水溶液的pH值以及周围环境的温度等因素，其氧化作用存在较大差异[7]。实验通过投入四种不同的氧化剂（双氧水，Fendon试剂，二价铁活化过硫酸钠，碱活化过硫酸钠），利用气象色谱仪分析土壤中PAHs的去除率，筛选出适合降解土壤中PAHs的最佳氧化剂。进一步研究此氧化剂的最佳反应条件，主要研究对象有氧化剂的浓度、催化剂浓度、pH值以及温度。最后综合成本和环境影响，得出降解效率最高的氧化剂及其氧化条件，为多环芳烃污染场地的修复提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 试剂
表1 试剂规格及生产厂家
试剂名称
规格
生产厂家
过氧化氢
分析纯
西陇化工股份有限公司
过硫酸钠
分析纯
上海凌峰化学试剂有限公司
七水合硫酸亚铁
分析纯
国药集团化学试剂有限公司
正己烷
分析纯
美国天地试剂公司
二氯甲烷
分析纯
美国天地试剂公司
盐酸
分析纯
南京化学试剂有限公司
氢氧化钠
分析纯
科密欧化学试剂份有限公司
去离子水
1.1.2 仪器
表2 仪器生产厂家
仪器及型号
生产厂家
pH计(pH610)
美国Eutech公司
恒温振荡器(CHAS)
杰瑞尔电器有限公司
低速离心机(TD5AWS)
湘仪实验室仪器开发有限公司
气象色谱仪（Agilent6820）
美国Agilent公司
ICPOES(Agilent710)
美国Agilent公司
1.1.3 土样
供试土壤采集于广州某客车公司污染修复场地，主要污染物为多环芳烃。采集0~20 cm表层土壤，去除土壤中石块等杂质，风干后磨细，过2 mm筛收集备用。
表3 土壤基本性质
pH(H2O )
砂粒 gkg1
粉粒 gkg1
粘粒 gkg1
有机质(%)
CEC(cmolkg1)
全磷(%)
全氮(%)
含水率(%)
7.89±0.04
196±4.8
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 2
引言 2
1 材料与方法 3
1.1 实验材料 3
1.1.1 试剂 3
1.1.2 仪器 3
1.2 实验方法 3
1.2.1 四种氧化剂的氧化能力比较 3
1.2.2 零价铁与过硫酸钠复合体系的氧化 4
1.3 分析方法 5
2 结果与讨论 5
2.1 四种氧化剂对PAHs降解效果的比较 5
2.2 零价铁活化过硫酸钠 7
2.2.1 原理 7
2.2.2 四种变量因素对PAHs降解效果的比较 7
3 小结 10
致谢 11
参考文献 12
多环芳烃的土壤污染修复技术及应用
引言
引言
多环芳烃作为全球性的一类重要的环境有机污染物，是美国环保局制定的129 种优先污染物中的一类，它广泛存在于人类生活的自然环境如大气、水体、土壤、作物和食品中。多环芳烃( PAHs)是指一类含有2个或2个以上苯环，以线状、角状或簇状排列的稠环型化合物
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
，熔点和沸点较高，具有疏水性强、蒸气压小、辛醇水分配系数高等特点，目前已知的多环芳烃有200多种。近年来大量调查研究表明，空气、土壤、水体及生物体等都受到了多环芳烃的污染。生物毒性实验表明：多种PAHs 具有致畸、致癌和致突变性，已引起人们的高度重视[12]。Macay[3]等指出，多环芳烃水溶性较低，挥发性中等偏低，在环境中的半衰期变化很大，在水环境中的半衰期为7～60 d，在土壤中的半衰期为2个月～2年，在水底沉积物中的半衰期为8个月～6年。由于人类对石化产品的不断开发利用，环境中多环芳烃污染物浓度在逐年增加，已经威胁到人类的身体健康。在自然界自净能力的基础上，人类应该通过各种渠道促进自然界快速降解、转化积累在环境中的PAHs。多环芳烃的治理研究已引起国内外有关专家的高度重视，也是目前污染防治研究的热点与难点。由于PAHs具有疏水性强，辛醇—水分配系数高，沉积物—水分配系数高等性质，因此在土壤、沉积物、颗粒物中的含量较高，相应地提出一系列适合于固体样品中PAHs 的处理方法。
生物降解是处理PAHs的主要途径，但是生物处理存在不少缺陷，菌株的培养、筛选费时费力，目前仍没有筛选出高效专性或兼性的降解菌株；在高浓度的情况下菌株的降解率会下降等问题还没有得到解决。到目前为止，研究使用生物质炭修复污染土壤主要集中在实验室和小面积试验。相比而言，利用化学高级氧化技术修复污染土壤，主要有以下几个优点：A极高的氧化能力，较小的选择性、较快的反应速率；B.有机物最终被氧化为C02和H2O，不会对环境产生二次污染；C.既能单独使用，也可与其他技术联合使用，从而减少了处理费用；D.设备操作简便，易于控制和管理。
土壤修复工程上常用的氧化剂有H2O2、KMnO4、Fenton试剂和过硫酸盐等[46]，不同的氧化剂由于其投入量、催化剂投入量、水溶液的pH值以及周围环境的温度等因素，其氧化作用存在较大差异[7]。实验通过投入四种不同的氧化剂（双氧水，Fendon试剂，二价铁活化过硫酸钠，碱活化过硫酸钠），利用气象色谱仪分析土壤中PAHs的去除率，筛选出适合降解土壤中PAHs的最佳氧化剂。进一步研究此氧化剂的最佳反应条件，主要研究对象有氧化剂的浓度、催化剂浓度、pH值以及温度。最后综合成本和环境影响，得出降解效率最高的氧化剂及其氧化条件，为多环芳烃污染场地的修复提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 试剂
表1 试剂规格及生产厂家
试剂名称
规格
生产厂家
过氧化氢
分析纯
西陇化工股份有限公司
过硫酸钠
分析纯
上海凌峰化学试剂有限公司
七水合硫酸亚铁
分析纯
国药集团化学试剂有限公司
正己烷
分析纯
美国天地试剂公司
二氯甲烷
分析纯
美国天地试剂公司
盐酸
分析纯
南京化学试剂有限公司
氢氧化钠
分析纯
科密欧化学试剂份有限公司
去离子水
1.1.2 仪器
表2 仪器生产厂家
仪器及型号
生产厂家
pH计(pH610)
美国Eutech公司
恒温振荡器(CHAS)
杰瑞尔电器有限公司
低速离心机(TD5AWS)
湘仪实验室仪器开发有限公司
气象色谱仪（Agilent6820）
美国Agilent公司
ICPOES(Agilent710)
美国Agilent公司
1.1.3 土样
供试土壤采集于广州某客车公司污染修复场地，主要污染物为多环芳烃。采集0~20 cm表层土壤，去除土壤中石块等杂质，风干后磨细，过2 mm筛收集备用。
表3 土壤基本性质
pH(H2O )
砂粒 gkg1
粉粒 gkg1
粘粒 gkg1
有机质(%)
CEC(cmolkg1)
全磷(%)
全氮(%)
含水率(%)
7.89±0.04
196±4.8
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/yyhx/744.html
