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上个世纪,六氯苯(Hexachlorobenzene,HCB)曾被广泛作为杀真菌剂使用,但是HCB稳定的化学性质、难生物降解性和高毒性,一旦进入环境就会产生长远的影响。环境中的HCB随着降水过程、大气沉降、地表径流等作用在土壤中沉积,污染土壤。 本文以模拟污染土壤淋洗液中HCB的电化学降解机理为研究重点,探讨了表面活性剂对土壤中HCB的增溶作用和强化解吸作用,以自制的钛钌(RuO2/Ti)电极作阳极,不锈钢板作阴极,对淋洗液中的HCB进行电化学处理。系统研究了模拟污染土壤淋洗液中HCB初始浓度、溶液初始pH值、外加电压、电解时间、电解质(Na2SO4)浓度、极板间距等因素对HCB降解效果的影响,并对HCB电化学降解反应动力学进行了讨论。为研究HCB在电化学体系中的降解是阳极氧化还是阴极还原,采用自行研制的有隔膜电解装置,通过分析阴、阳极室HCB浓度及其降解中间产物,探讨了HCB的降解机理及降解路径。本文的主要结论有: (1)增溶及强化解吸实验表明:三种表面活性剂TX-100、CTAB和SDS对HCB均有增溶作用。但当表面活性剂浓度小于临界胶束浓度(CMC)时,几乎全部被土壤吸附成吸附态,对HCB的解吸效果很差。实验研究的三种表面活性剂对土壤中HCB解吸效果的强化作用为:TX-100>CTAB>SDS,即非离子表面活性剂TX-100比离子型表面活性剂更适合用于污染土壤中HCB的强化解吸。 (2)用RuO2/Ti-钢板电极处理模拟污染土壤淋洗液中的HCB,可以在较温和的条件下达到较好的去除率。在淋洗液HCB初始浓度为300μg/L、外加电压为6V、溶液初始pH值为3、电解质浓度1%、极板间距2cm、电化学处理3小时条件下,HCB的去除率为60.3%。动力学拟合结果表明,HCB的电化学降解遵循一级反应动力学规律,反应速率由反应物浓度控制。 (3)采用自制有隔膜电解装置处理HCB模拟废水,证实电化学处理过程中HCB的降解主要是阴极还原脱氯,且阴极材料对HCB的脱氯效果影响显著。锌网为阴极的电化学体系中,HCB经3h降解去除率可达53.2%效果最好;不锈钢板为阴极的电化学体系中,降解处理3小时HCB去除率为43.4%。本论文所研究的几种阴极材料,对HCB的去除率由高到低依次为:锌网、钢板、石墨、RuO2/Ti。 (4)HCB降解中间产物气相色谱分析表明:阴极材料不仅影响HCB的去除率而且还显著影响HCB的脱氯程度。电解过程中产生的原子态的氢具有较高的还原性,吸附在阴极表面和氯苯发生反应。HCB的降解路径为氯原子逐个被取代,可依次得到五氯苯、四氯苯及三氯苯等不同的中间产物,其中锌网和不锈钢板做阴极时HCB降解的最终产物为三氯苯。