【摘要】：隨著我國工業(yè)化和城市化的發(fā)展和斯德哥爾摩公約履行的推進,全國有機氯農藥廠相繼關閉,出現(xiàn)大批污染嚴重的有機氯農藥(Organochlorine Pesticide,OCPs)污染場地。有機氯農藥因為具有高毒性、環(huán)境持久性、生物累積性和"三致"效應而嚴重危害生態(tài)環(huán)境和人類健康。我國城市化正迅猛發(fā)展,土地利用是城市發(fā)展過程中的重要內容。因此,針對我國國情,污染場地的快速修復已迫在眉睫。在國內外應用較多的有機物污染土壤修復技術中,洗脫技術因其快速、高效、成本低等特點受到廣泛關注。雖然已有文獻報道土壤洗脫的研究,但關于洗脫液后處理技術研究較晚。近年來,光催化技術因可高效處理有機污染物受到了研究者的廣泛關注。盡管光催化技術具有處理土壤洗脫液中OCPs的潛在可行性,但國內外關于土壤增效洗脫與光催化技術聯(lián)合修復OCPs污染場地土壤的研究鮮有報道。本文以江蘇某地含氯丹和滅蟻靈的復合污染場地的土壤為研究對象,采用增效洗脫修復和光催化技術聯(lián)合修復污染土壤。具體研究內容包括:1、采用正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、戊醇、SDS、SDBS、Triton X-100、Tween 80、PS2、HPCD、SDS/Triton X-100溶液分別對氯丹和滅蟻靈復合污染土壤進行洗脫,并優(yōu)化洗脫條件。2、采用直接光解技術對洗脫液中氯丹和滅蟻靈進行降解。研究了光源對氯丹和滅蟻靈光解的影響,并初步探索了光解滅蟻靈的機理。3、研究H_2O_2/UV、Fenton/UV和異相光Fenton體系降解模擬洗脫液中的滅蟻靈;并探究了異相光Fenton反應體系對滅蟻靈的去除機理。4、采用化學合成施氏礦物與針鐵礦吸附滅蟻靈,研究兩種礦物對滅蟻靈的吸附類型,進一步研究了Triton X-100及pH對礦物吸附滅蟻靈的影響。5、采用預吸附滅蟻靈的施氏礦物與針鐵礦進行紫外光照射,進一步研究滅蟻靈在礦物上的吸附對其光催化降解的影響。經(jīng)系列試驗研究,獲得主要結果如下:(1)在洗脫劑均為10 mmol/L濃度下,TritonX-100、Tween 80和HPCD對氯丹和滅蟻靈的洗脫效果均較好,其次是SDS/Triton X-100和陰離子表面活性劑,最后是有機試劑。洗脫劑濃度在0-20 mmol/L范圍,氯丹和滅蟻靈洗脫率逐漸增大,至10 mmol/L接近最大值,之后上下浮動。洗脫劑對氯丹和滅蟻靈的洗脫效率隨超聲時間均呈現(xiàn)出:在初始60 min內,洗脫率隨時間增加而增加;60 min后,洗脫效率隨洗脫時間延長輕微浮動。洗脫液對氯丹和滅蟻靈的洗脫率均隨著液固比的增大而增加,至10:1后,繼續(xù)增加液固比,洗脫率增加緩慢。隨洗脫次數(shù)的增加,氯丹和滅蟻靈的累計洗脫率增加,但單次洗脫率明顯減少。Triton X-100和HPCD洗脫氯丹和滅蟻靈污染土壤的最佳工藝參數(shù)為:濃度10 mmol/L、洗脫時間60 min、液固比10:1、洗脫3次;Tween 80洗脫氯丹和滅蟻靈污染土壤的最佳工藝參數(shù)為:濃度10mmol/L、洗脫時間20 min、液固比10:1、洗脫3次。(2)光源對洗脫液中氯丹和滅蟻靈的降解有顯著影響,汞燈對氯丹和滅蟻靈降解效果好于氙燈。在500 W氙燈照射下,反應4 h,氯丹和滅蟻靈的降解率分別為76.8%、100%。在500 W汞燈照射下,反應至3 h,氯丹完全降解;反應1h時,滅蟻靈基本降解完全。紫外光照下,Triton X-100溶液中滅蟻靈發(fā)生脫氯加氫的還原反應,檢測到其降解產(chǎn)物為光滅蟻靈。(3)H_2O_2/UV處理模擬洗脫液中滅蟻靈,其降解產(chǎn)物為光滅蟻靈。Fenton/UV體系中滅蟻靈的降解率為7.6%。均相H_2O_2/UV、Fenton/UV體系對模擬洗脫液中滅蟻靈的降解而言與光解相比并無明顯優(yōu)勢。(4)生物合成施氏礦物、化學合成施氏礦物和化學合成針鐵礦構成的異相光芬頓對模擬洗脫液中滅蟻靈的去除效率較高均大于73%,但額外添加H_2O_2并不能進一步提高滅蟻靈的去除率,反而降低其降解率。模擬洗脫液中去除的部分滅蟻靈被吸附在礦物表面。施氏礦物/UV體系中,滅蟻靈的降解產(chǎn)物為光滅蟻靈、10,10-二氫滅蟻靈和2,8-二氫滅蟻靈。針鐵礦/UV體系中,檢測到滅蟻靈的降解產(chǎn)物有開籠產(chǎn)物四氯苯醌。(5)化學合成施氏礦物和針鐵礦對滅蟻靈的吸附均可用Langmuir方程來描述,其相關系數(shù)均大于0.99,最大吸附量分別為153 mg/g和770 mg/g。兩種化學合成礦物對滅蟻靈的吸附作用隨Triton X-100濃度的提高呈先上升后逐漸降低的趨勢,其中以0.1 CMC為臨界濃度。兩種礦物對滅蟻靈的吸附量隨著pH(3-9)的降低而升高。(6)預先污染的異相光催化劑中,生物、化學合成施氏礦物所吸附滅蟻靈降解率分別為25.2%、19.2%,而化學合成針鐵礦中滅蟻靈的降解率可高達76.3%。Triton X-100對吸附在礦物表面的滅蟻靈解吸量少,大量的滅蟻靈仍被礦物吸附。預吸附滅蟻靈的生物合成施氏礦物、化學合成施氏礦物體系中,滅蟻靈的降解產(chǎn)物為光滅蟻靈、10,10-二氫滅蟻靈和2,8-二氫天蟻靈。預吸附滅蟻靈的化學合成針鐵礦光催化體系中,滅蟻靈的降解產(chǎn)物除還原產(chǎn)物光滅蟻靈、10,10-二氫滅蟻靈和2,8-二氫滅蟻靈,還新增其開籠加氧產(chǎn)物五氯-2-丙酮、六氯丙酮、全氯-4-環(huán)戊烯-1,3-二酮、六氯-2-環(huán)戊烯-1-丙酮。因此,氯丹和滅蟻靈復合污染場地土壤可以首先采用Triton X-100進行洗脫,之后將洗脫液在針鐵礦作為催化劑的異相光催化體系進行降解,可以有效地去除污染土壤中的氯丹和滅蟻靈,并將二者深入降解。
【學位授予單位】：南京農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X53;X592
【圖文】：

去除王壤中污染物，并最終安全化處置污染物的過程（Ｓｕｎ邋Ｗａ／．，２０１２）。近年來，逡逑增效洗脫修復技術具有就地處理、設備靈活、投資相對較少、修復快速、修復效率高逡逑和廣泛適用性等優(yōu)點，可Ｗ滿足工業(yè)污染場地的實際修復工程需求，而受到廣泛關注。逡逑其典型修復工藝流程如圖１－２邋（萬金忠，２０１１）。逡逑洗脫液回用逡逑

添加大量的表面活性劑才能使界面張力降低到一定值（Ｌａｈａ邋Ｗ邋ａ／．，２００９）。逡逑液固比對氛丹和滅蟻靈污染止X蹋裕潁椋簦錚鑠澹兀保埃�、Ｔｖ嶅ｅｈp澹福昂停齲校茫牡南賜研薷蔥у義瞎繽跡玻此盡ｅ義希常峰義

本文編號：2729463