增效洗脱与光催化技术联合修复氯丹和灭蚁灵污染场地土壤的效果及机理研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luckchenhu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着我国工业化和城市化的发展和斯德哥尔摩公约履行的推进,全国有机氯农药厂相继关闭,出现大批污染严重的有机氯农药(Organochlorine Pesticide,OCPs)污染场地。有机氯农药因为具有高毒性、环境持久性、生物累积性和"三致"效应而严重危害生态环境和人类健康。我国城市化正迅猛发展,土地利用是城市发展过程中的重要内容。因此,针对我国国情,污染场地的快速修复已迫在眉睫。在国内外应用较多的有机物污染土壤修复技术中,洗脱技术因其快速、高效、成本低等特点受到广泛关注。虽然已有文献报道土壤洗脱的研究,但关于洗脱液后处理技术研究较晚。近年来,光催化技术因可高效处理有机污染物受到了研究者的广泛关注。尽管光催化技术具有处理土壤洗脱液中OCPs的潜在可行性,但国内外关于土壤增效洗脱与光催化技术联合修复OCPs污染场地土壤的研究鲜有报道。本文以江苏某地含氯丹和灭蚁灵的复合污染场地的土壤为研究对象,采用增效洗脱修复和光催化技术联合修复污染土壤。具体研究内容包括:1、采用正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、戊醇、SDS、SDBS、Triton X-100、Tween 80、PS2、HPCD、SDS/Triton X-100溶液分别对氯丹和灭蚁灵复合污染土壤进行洗脱,并优化洗脱条件。2、采用直接光解技术对洗脱液中氯丹和灭蚁灵进行降解。研究了光源对氯丹和灭蚁灵光解的影响,并初步探索了光解灭蚁灵的机理。3、研究H2O2/UV、Fenton/UV和异相光Fenton体系降解模拟洗脱液中的灭蚁灵;并探究了异相光Fenton反应体系对灭蚁灵的去除机理。4、采用化学合成施氏矿物与针铁矿吸附灭蚁灵,研究两种矿物对灭蚁灵的吸附类型,进一步研究了Triton X-100及pH对矿物吸附灭蚁灵的影响。5、采用预吸附灭蚁灵的施氏矿物与针铁矿进行紫外光照射,进一步研究灭蚁灵在矿物上的吸附对其光催化降解的影响。经系列试验研究,获得主要结果如下:(1)在洗脱剂均为10 mmol/L浓度下,TritonX-100、Tween 80和HPCD对氯丹和灭蚁灵的洗脱效果均较好,其次是SDS/Triton X-100和阴离子表面活性剂,最后是有机试剂。洗脱剂浓度在0-20 mmol/L范围,氯丹和灭蚁灵洗脱率逐渐增大,至10 mmol/L接近最大值,之后上下浮动。洗脱剂对氯丹和灭蚁灵的洗脱效率随超声时间均呈现出:在初始60 min内,洗脱率随时间增加而增加;60 min后,洗脱效率随洗脱时间延长轻微浮动。洗脱液对氯丹和灭蚁灵的洗脱率均随着液固比的增大而增加,至10:1后,继续增加液固比,洗脱率增加缓慢。随洗脱次数的增加,氯丹和灭蚁灵的累计洗脱率增加,但单次洗脱率明显减少。Triton X-100和HPCD洗脱氯丹和灭蚁灵污染土壤的最佳工艺参数为:浓度10 mmol/L、洗脱时间60 min、液固比10:1、洗脱3次;Tween 80洗脱氯丹和灭蚁灵污染土壤的最佳工艺参数为:浓度10mmol/L、洗脱时间20 min、液固比10:1、洗脱3次。(2)光源对洗脱液中氯丹和灭蚁灵的降解有显著影响,汞灯对氯丹和灭蚁灵降解效果好于氙灯。在500 W氙灯照射下,反应4 h,氯丹和灭蚁灵的降解率分别为76.8%、100%。在500 W汞灯照射下,反应至3 h,氯丹完全降解;反应1h时,灭蚁灵基本降解完全。紫外光照下,Triton X-100溶液中灭蚁灵发生脱氯加氢的还原反应,检测到其降解产物为光灭蚁灵。(3)H2O2/UV处理模拟洗脱液中灭蚁灵,其降解产物为光灭蚁灵。Fenton/UV体系中灭蚁灵的降解率为7.6%。均相H2O2/UV、Fenton/UV体系对模拟洗脱液中灭蚁灵的降解而言与光解相比并无明显优势。(4)生物合成施氏矿物、化学合成施氏矿物和化学合成针铁矿构成的异相光芬顿对模拟洗脱液中灭蚁灵的去除效率较高均大于73%,但额外添加H2O2并不能进一步提高灭蚁灵的去除率,反而降低其降解率。模拟洗脱液中去除的部分灭蚁灵被吸附在矿物表面。施氏矿物/UV体系中,灭蚁灵的降解产物为光灭蚁灵、10,10-二氢灭蚁灵和2,8-二氢灭蚁灵。针铁矿/UV体系中,检测到灭蚁灵的降解产物有开笼产物四氯苯醌。(5)化学合成施氏矿物和针铁矿对灭蚁灵的吸附均可用Langmuir方程来描述,其相关系数均大于0.99,最大吸附量分别为153 mg/g和770 mg/g。两种化学合成矿物对灭蚁灵的吸附作用随Triton X-100浓度的提高呈先上升后逐渐降低的趋势,其中以0.1 CMC为临界浓度。两种矿物对灭蚁灵的吸附量随着pH(3-9)的降低而升高。(6)预先污染的异相光催化剂中,生物、化学合成施氏矿物所吸附灭蚁灵降解率分别为25.2%、19.2%,而化学合成针铁矿中灭蚁灵的降解率可高达76.3%。Triton X-100对吸附在矿物表面的灭蚁灵解吸量少,大量的灭蚁灵仍被矿物吸附。预吸附灭蚁灵的生物合成施氏矿物、化学合成施氏矿物体系中,灭蚁灵的降解产物为光灭蚁灵、10,10-二氢灭蚁灵和2,8-二氢天蚁灵。预吸附灭蚁灵的化学合成针铁矿光催化体系中,灭蚁灵的降解产物除还原产物光灭蚁灵、10,10-二氢灭蚁灵和2,8-二氢灭蚁灵,还新增其开笼加氧产物五氯-2-丙酮、六氯丙酮、全氯-4-环戊烯-1,3-二酮、六氯-2-环戊烯-1-丙酮。因此,氯丹和灭蚁灵复合污染场地土壤可以首先采用Triton X-100进行洗脱,之后将洗脱液在针铁矿作为催化剂的异相光催化体系进行降解,可以有效地去除污染土壤中的氯丹和灭蚁灵,并将二者深入降解。
其他文献
遗址博物馆最大的特点是文物藏品与出土地点关系清晰,未经"异地"迁移,遗址博物馆采取原址陈列的展示方式,场景直观,更利于观众理解和接受,而且可以最大限度地保留文物与遗址
减缓农田生态系统主要温室气体(CO2、CH4和N20)排放在当今应对全球变暖和臭氧层破坏两大全球环境问题中起着十分重要作用。农田生态系统温室气体减排对于实现2009年我国政府
《中央车站》是由巴西导演瓦尔特尔·萨列斯于1998年执导的一部反映当代巴西现状、揭示人类社会现实的文艺电影。本文将从电影的主题音乐、富有民族特色的场景音乐、音乐
西南传统剪纸是西南地区民间大众群体生活创造的艺术,是劳动人民审美和情感表达、交流的艺术形式和日常生活装饰物件。它体现了西南地区大众的内在美和民俗心理结构,表达了民
我国属于农业大国,历年均会大量出口和生产粮食。而在农业生产过程中,化肥作为一项重要的投入品,能够有效地促进农作物的生长,并带动农作物经济效益的提升。但即使化肥在我国
微博作为一种全新的媒介技术和传播平台,其信息传播上的优势和特点,打破了传统传播局限。一方面,信息的碎片化使管理人员难以进行有效的议程设置,人们被淹没在杂乱无章的信息海洋
医药物流关系到亿万人民群众身体健康,是重大的国计民生问题。那么,现在我国医药物流,尤其是冷链物流的现状如何?对其监管存在哪些问题?中国医药商业协会副秘书长、中国医药设
上世纪中叶,当和平的曙光驱散战争的阴霾,世界从噩梦中苏醒过来的时侯,科学研究在废墟上蓬勃发展起来. 二战中用于研制武器的实验室成为了科学发展的沃土,短短几年产生了大量的优
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
目的探讨孕37~41周羊水过少孕妇的妊娠结局。方法方便选取该院2016年1月—2018年10月收治的120例羊水过少孕妇(孕37~41周)作为观察组,选取同期相同孕周的羊水正常孕妇120例作