五氯苯酚(PCP)為優(yōu)先污染物和持久性有機污染物，具有長期殘留性、生物蓄積性、半揮發(fā)性和高毒性四個顯著特點。黃土在我國北方地區(qū)廣泛分布，以黃土為母質所形成的黃土性土壤是這些地區(qū)農、林、牧業(yè)、城市建設、工業(yè)的重要場地，因此研究五氯苯酚及其鈉鹽(PCP-Na)在黃土性土壤中的遷移轉化及其治理方法，揭示五氯苯酚在黃土中的吸附、遷移規(guī)律，考察其對地下水的影響程度，尋找去除水體中五氯苯酚及其鈉鹽的方法及途徑，對于評價PCP／PCP-Na的環(huán)境危害，減小對地下水的污染，保護地下水資源以及含氯酚廢水的處理都具有十分重要的理論意義和實際應用價值。 本文闡述了持久性有機污染物——五氯苯酚的結構、性質、來源及其危害；土壤及黃土性土壤的組成、結構、理化性質及水理性質。綜述了五氯苯酚及其鈉鹽在土壤／沉積物中的吸附、遷移；含五氯苯酚及其鈉鹽污染廢水治理等領域的國內外研究的最新進展。在此基礎上，以西安黃土為例，采取靜態(tài)與動態(tài)試驗相結合的方法，研究了五氯苯酚在黃土性土壤中的吸附與解吸性能。試驗測定吸附熱力學和動力學曲線，確定平衡吸附熱力學及動力學模型；通過計算吸附有關熱力學狀態(tài)函數(shù)，分析吸附及解吸機理；建立五氯苯酚在黃土性土壤中遷移轉化的數(shù)學模型，試驗測定模型參數(shù)，將五氯苯酚濃度分布的數(shù)學模型計算值和試驗測定值進行對比，驗證遷移轉化數(shù)學模型的可靠性。同時，基于五氯苯酚及其鈉鹽污染廢水的治理，研究對比了五氯酚鈉在活性炭、HDX-8型大孔吸附樹脂、D311A型陰離子交換樹脂上的吸附與解吸性能，吸附的動力學、熱力學模型與參數(shù)。并將Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)分別固載到LS-5000螯合樹脂上，與H_2O_2一起構成異相Fenton試劑，進行五氯酚鈉的Fenton試劑-光協(xié)同催化氧化降解研究，獲得了降解五氯酚鈉的最佳工藝條件，解決了Fenton試劑-光催化氧化降解過程中因Fe(Ⅲ)／Fe(Ⅱ)水解產生的光效率降低、五氯苯酚分析困難、在廢水處理過程引入新的污染等問題，在此項研究的基礎上設計了處理五氯苯酚廢水的初步工藝流程。研究成果對黃土地區(qū)地下水的保護及五氯苯酚廢水處理具有重要的理論及實際意義。主要研究結論： 1．五氯苯酚在黃土性土壤中的吸附動力學符合Elovich方程和雙常數(shù)方程；靜態(tài)吸附量為53．9mg／kg，吸附速率為21．5mg／(kg．h)。 2．五氯苯酚在黃土性土壤中的吸附為自發(fā)熱力學放熱過程；吸附作用力主要為氫鍵力；吸附等溫線可用Freundlich方程和Langmuir方程描述。 3．黃土性土壤對水溶性五氯酚鈉滯留能力較差。五氯苯酚很容易穿過黃土，不可避免地對地下水造成污染。 4．五氯苯酚(鈉鹽)在黃土性土壤中的遷移受到了水動力彌散、吸附／解吸的共同作用，降解作用的影響可忽略。其中吸附作用符合亨利線性模式q=K_(dC)，試驗測得吸附系數(shù)K_d=0．0847cm~3／g；遲滯因子R=1．46；彌散系數(shù)D=0．00466m~2／d。數(shù)學模型的計算結果與實驗測定結果吻合較好，表明水動力彌散模型可較好地用來對五氯苯酚在黃土性土壤中的運移進行模擬。 5．D311A型陰離子交換樹脂對五氯苯酚吸附為離子交換作用，吸附速率快、吸附量大，解吸速率快，解吸率高，穿透慢，是吸附法治理含五氯苯酚(鈉鹽)廢水的優(yōu)選吸附劑。 6．光照時間、過氧化氫濃度、載Fe(Ⅱ)／Fe(Ⅲ)螯合樹脂用量、初始濃度等對五氯苯酚降解率都有影響。 7．載Fe(Ⅱ)螯合樹脂與H_2O_2構成的異相Fenton試劑光協(xié)同催化氧化降解五氯苯酚的最佳工藝條件為：0．2g載Fe(Ⅱ)螯合樹脂+24μg／ml過氧化氫+16μg／ml五氯苯酚+150min紫外光照，在此條件下，五氯苯酚的降解率為94．2％。影響因素強度大小次序為：光照時間＞載Fe(Ⅱ)螯合樹脂質量＞五氯苯酚初始濃度＞過氧化氫濃度。 8．Na~+、K~+、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)等50倍于五氯苯酚質量濃度時，對降解率幾乎不產生影響，Zn~(2+)、NH_4~+、NO_3~-等5倍于五氯苯酚質量濃度時，對降解率產生較大影響。 9．Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)在五氯酚鈉的光催化氧化降解過程中表現(xiàn)出一定的相似性。
【學位單位】：長安大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2008
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

空隙度小，通氣性差，透水性差，呈片狀結構。該層是阻斷水、無機鹽和有機物向下擴散的重要層。母質層是土壤最底部的一層，它受地表氣候影響小，土質堅實，物質轉化慢，含有的營養(yǎng)成分極少，在農業(yè)上叫做死土。土壤的詳細剖面如圖2.1所示【‘30]。

液中溶解有土壤中的各種無機物、有機物以及微生物。土壤氣相主要包括空氣和動植物、微生物代謝產生的氣體，主要成分是氮氣、氧氣、二氧化碳、甲烷和硫化氫等。土壤的組成如圖2.2所示[13oJ。圖2.2土壤的組成Fig·2· 2ComPositionof5011組成土壤的主要元素有氧(49.0%)、硅(33.0%)、碳(2.0%)、鋁(7.13%)、鐵(3.80%)、鈣 (1.37%)、鎂(0.60%)、鉀(1.36%)、鈉(1.67%)、欽(0.4%)、錳(0.085%)、氮 (1.0%)、磷(0.08%)、硫(0.085%)等。

呈向南突出的弧形，包圍在遼西、內蒙和甘肅的沙漠和蒙古的戈壁外圍。在此帶以外，在南京、九江、武漢、三峽、四川盆地、川西山地、柴達木盆地以至西藏東部都有零星黃土分布，中國黃土分布如圖2.3所示 [l32]。我國黃土的面積約為63萬kinZ。本文以中國黃土的發(fā)育中心—黃土高原黃土為例介紹黃土的特性。感感 感工了 了撬 撬撬 撬畫畫畫畫 畫 }}}}}}}}磷____，聲扮扮圖2.3中國黃土分布圖 Fig.2.3Distributionofloessinehina陸上黃土;2.陸上理藏黃土;3.海下埋藏黃土;4.沙漠;5.戈壁;6.濱海一陸架沙漠2.2.1黃土的地層結構及理化成分1.黃土的地層結構黃土的地層結構特征是黃土與古土壤的相互疊復。黃土中含有多達二十多層的古土

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2815645