TNT红水污染土壤的修复技术研究

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TNT红水是用亚硫酸钠法精制TNT过程中产生的碱性废水,呈深红色,成分异常复杂,毒性大,且不可生物降解。TNT红水渗漏,造成了土壤污染,给当地生态环境和人体健康带来了极大的风险。因此,对TNT红水污染土壤进行治理就很有必要。本研究以TNT红水污染土壤为处理对象,先采用热分解技术,研究了热分解温度,热分解时间,污染土壤的样品质量对TNT红水污染土壤的处理效果的影响,并根据热分解后土样的残余总耗氧量选择最适宜的反应条件,得出热分解技术处理该土的最适宜工艺条件,形成采用该技术修复TNT红水污染土壤的技术方案;再用洗涤法洗涤热分解后的TNT红水污染土壤,探究其洗涤最适宜条件,然后用离子交换法对洗涤水进行处理,确定离子交换的最适宜条件,最后形成一套用于TNT红水污染土壤修复的热分解+洗涤技术。同时采用GC-MS、X射线荧光光谱分析(XRF)对热分解处理前后土样进行分析,最后用高羊茅对土壤进行生态功能评价试验,综合各方面因素,确定最适宜的实验方案。研究发现:采用热分解技术处理TNT红水污染土壤,可以有效降低土壤中有机物的含量。当温度达到300℃以上时,热分解法的处理效果开始显现,土壤中残余的有机物耗氧量随着热分解温度的增加而降低,且污染土壤样品的洗涤水颜色随着温度的升高越来越浅;土壤中残余的有机物耗氧量随着热分解时间的延长而降低、随着土样量的增加而升高。热分解温度控制在500℃、在热分解时间为10min、污染土壤的样品质量为30g时,TNT红水污染土壤中残余的有机物耗氧量从原始污染土壤的15.75mg·g-1降至0.1642mg·g-1,去除率为98.96%,此时为最适宜处理条件。采用水洗技术洗涤热分解后的土壤,可以有效降低土壤中的盐含量。液固比越大,洗涤时间越长,洗涤次数越多,洗涤效果越好,综合各方面因素的考虑,确定洗涤法的最优条件为液固比8:1、洗涤时间2min、洗涤1次。离子交换法可以有效降低洗涤废水中的盐含量。先用732强酸性阳离子交换树脂进行处理,其最适宜用量为0.7g;再用717强碱性阴离子交换树脂进行处理,其最适宜用量为0.9g。用离子交换法处理过的洗涤废水,可以循环利用于热解土壤的洗涤。土壤生态功能评价实验表明:热分解法并没有很好改善土壤的生态功能,热分解处理后的土壤经1次洗涤,高羊茅可以生长,土壤可达到修复效果,恢复土壤的生态功能。且经离子交换法处理过的洗涤水洗涤的热解土壤仍可恢复其生态功能。GC-MS检测结果表明,经热分解法处理后的TNT红水污染土壤中的很多有机污染物已完全分解消失,剩余物质的含量也明显减少。XRF分析结果显示:热分解前后的土壤各个元素含量没有太大的差异,但水洗后的土壤中Na和S元素明显比水洗前的土壤少了很多,这也证明,热分解后的土壤没有恢复土壤生态功能的主要原因是因为其含有过量的盐和碱,水洗之后,盐和碱被水溶,水洗后可恢复土壤的生态功能。
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