氯丹/灭蚁灵污染场地土壤增效洗脱修复技术研究

论文摘要

随着人工合成持久性有机氯农药氯丹和灭蚁灵的全面禁用,一批退役遗留生产企业场地土壤污染问题日益凸显,研究建立氯丹和灭蚁灵污染场地土壤的快速、高效修复技术十分迫切和必要。本研究以氯丹和灭蚁灵污染场地土壤为对象,开展了批量土壤洗涤试验和零价铁还原脱氯试验,考察了两种修复方法对土壤中有机氯农药的去除效果,并对影响去除效果的影响因子进行初步研究,得出如下结论：（1）研究了非离子表面活性剂Tween80和TritonX-100、阴离子表面活性剂SDS不同浓度处理对土壤中氯丹（α-氯丹和γ-氯丹）、灭蚁灵、七氯、硫丹（α-硫丹和β-硫丹）洗脱效应的影响。结果表明,三种表面活性剂对有机氯农药均有一定的洗脱作用。表面活性剂对氯丹和硫丹的洗脱能力依次为Tween80>Triton X-100>SDS,对灭蚁灵的洗脱能力依次为TritonX-100>Tween80>SDS,对七氯的洗脱能力依次为Tween80≈TritonX-100>SDS。表面活性剂对土壤中有机氯农药的洗脱去除率随着浓度的升高逐渐升高,Tween80和TritonX-100浓度为10000mg·L-1、SDS质量浓度为8500mg-L-1时,土壤中4种有机氯农药总量的洗脱去除率分别为32.8%、59.7%和60.1%。三种表面活性剂对土壤中氯丹、硫丹和七氯的去除率明显高于灭蚁灵,TritonX-100对灭蚁灵的去除率明显高于SDS和Tween80。综合考虑,TritonX-100适宜用作氯丹、灭蚁灵、七氯和硫丹4种有机氯农药复合型污染土壤的洗脱修复；SDS对灭蚁灵的修复效果不理想,不适宜用做灭蚁灵类型污染土壤的洗脱修复,适宜用作氯丹、七氯和硫丹污染场地的修复。（2）在常温条件下表面活性剂的洗脱效果不能再有所提高的情况下,研究了50℃条件下TritonX-100、SDS和’TritonX-100与SDS联合处理对土壤中有机氯农药的洗脱效应。结果表明,50℃条件下TritonX-100、SDS和表面活性剂联合处理对土壤中有机氯农药增溶洗脱效应明显,TritonX-100对土壤中有机氯农药的洗脱去除率明显高于常温条件下的效果。1OOOOmg·L-1的TritonX-100溶液对土壤中有机氯农药总量的洗脱去除率为80.1%；4250mg-L-1的SDS溶液对土壤中有机氯农药总量的洗脱去除率为39.5%；TritonX-100与SDS联合处理对土壤中有机氯农药总量的洗脱去除率为65.5%。在50℃条件下,1OOOOmg·L-1的TritonX-100溶液对土壤中有机氯农药的洗脱去除率振荡5min时达到最大值81.7%,5000mg·L-1的TritonX-100溶液对土壤中有机氯农药的洗脱去除率振荡15min（?）寸达到最大值72.4%。随着TritonX-100浓度的升高,土壤对TritonX-100的吸附量逐渐增加,浓度达到5000mg-L1时吸附量达到最大值20.64mg,再增加浓度开始稍微下降,最后趋于稳定,TritonX-100的吸附损失率和TritonX-100的浓度呈幂函数型衰减关系。利用TritonX-100在50℃条件下进行洗脱试验时,选择浓度为10000mg·L-1,振荡时间5min,液土比20为最佳试验条件。（3）通过①号铁粉和②号铁粉对有机氯农药污染土壤在不同反应时间的降解脱氯效果试验。结果表明,①号铁粉对氯丹和灭蚁灵污染土壤的降解脱氯效果明显高于②号铁粉。5%的①号铁粉在反应30d后对γ-氯丹、α-氯丹、七氯和灭蚁灵的降解率分别达到85.2%、83.7%、100%和96.9%,总降解率达到88.7%,而1%的①号铁粉只对七氯降解作用明显。②号还原铁粉除对七氯有降解作用外,对氯丹和灭蚁灵的降解效果不明显,5%的②号还原铁粉在反应30d后对γ-氯丹、a-氯丹、七氯和灭蚁灵的降解率分别达到18.9%、18.6%、89.3%和21.7%,总降解率为33.8%。筛选出5%①号还原铁粉适合应用到此类污染场地土壤的工程修复。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的
• 1.3 研究内容和技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 文献综述
• 2.1 有机氯农药简介
• 2.1.1 有机氯农药的性质
• 2.1.2 有机氯农药的危害
• 2.1.3 氯丹和灭蚁灵概况
• 2.2 有机氯农药污染土壤的修复研究
• 2.2.1 物理修复
• 2.2.2 化学修复
• 2.2.3 生物修复
• 2.2.4 化学与生物联合修复
• 2.3 表面活性剂增效洗脱修复有机物污染土壤的研究
• 2.3.1 表面活性剂的分类及性质
• 2.3.2 表面活性剂对有机污染物的增溶修复机理
• 2.3.3 表面活性剂增溶作用的影响因素
• 2.3.4 表面活性剂增效修复土壤中有机物的现状
• 2.4 零价铁还原脱氯降解土壤中有机氯农药的修复研究
• 2.4.1 零价铁还原脱氯机理
• 2.4.2 零价铁还原脱氯的影响因素
• 2.4.3 零价铁还原修复有机物污染土壤的现状与应用潜力
• 第三章 不同表面活性剂对土壤中有机氯农药洗脱效应的比较
• 3.1 试验材料
• 3.1.1 污染场地概况
• 3.1.2 土壤样品采集与制备
• 3.1.3 试验试剂
• 3.1.4 试验仪器
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 表面活性剂的配制
• 3.2.2 表面活性剂对土壤洗脱试验
• 3.2.3 土壤中有机氯农药的测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 不同表面活性剂对土壤中有机氯农药洗脱能力的比较
• 3.3.2 Tween80对土壤中有机氯农药的洗脱效果
• 3.3.3 TritonX-100对土壤中有机氯农药的洗脱效果
• 3.3.4 SDS对土壤中有机氯农药的洗脱效果
• 3.4 小结
• 第四章 温度对土壤中有机氯农药洗脱效果的影响
• 4.1 试验材料
• 4.1.1 土壤样品采集与制备
• 4.1.2 试验试剂
• 4.1.3 试验仪器
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 表面活性剂的配制
• 4.2.2 高温（50℃）条件下三种表面活性剂的土壤洗脱试验
• 4.2.3 高温（50℃）条件下振荡时间对TritonX-100洗脱作用的影响
• 4.2.4 高温（50℃）条件下液土比对Triton X-100洗脱作用的影响
• 4.2.5 高温（50℃）条件下土壤对TritonX-100的吸附试验
• 4.2.6 土壤中有机氯农药的测定
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 高温（50℃）条件下TritonX-100对土壤中有机氯农药的洗脱效果
• 4.3.2 高温（50℃）条件下SDS处理对土壤中有机氯农药的洗脱效果
• 4.3.3 高温（50℃）条件下TritonX-100与SDS联合处理对土壤中有机氯农药的洗脱效果
• 4.3.4 振荡时间对TritonX-100洗脱效果的影响
• 4.3.5 液土比对TritonX-100洗脱效果的影响
• 4.3.6 TritonX-100在土壤上的吸附损失
• 4.4 小结
• 第五章 零价铁脱氯降解土壤中有机氯农药的研究
• 5.1 试验材料
• 5.1.1 土壤样品采集与制备
• 5.1.2 试验试剂
• 5.1.3 试验仪器
• 5.2 试验方法
• 5.2.1 零价铁脱氯降解试验
• 5.2.2 土壤中有机氯农药的测定
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 ①号铁粉脱氯降解土壤中有机氯农药的效果
• 5.3.2 ②号铁粉脱氯降解土壤中有机氯农药的效果
• 5.4 小结
• 第六章 全文结论与研究展望
• 6.1 全文结论
• 6.2 创新点和不足
• 6.3 研究展望
• 参考文献
• 作者简介
• 致谢