芬頓氧化去除土壤中多環(huán)芳烴的關鍵技術及其試劑包研制.pdf

1、隨著我國工農業(yè)的迅速發(fā)展，各種廢氣、廢水、廢渣等被大量不當排放，直接或間接地造成土壤污染。多環(huán)芳烴（PAHs）是土壤中常見的一類高風險有機污染物，2014年4月17日，我國環(huán)境保護部與國土資源部發(fā)布的《全國土壤污染狀況調查公報》中指出，“我國土壤中PAHs點位超標率達1.4％”。如何高效地修復PAHs污染土壤、以減低土壤污染風險，這是當前國內外環(huán)境領域急需解決一個重大研究課題。
　　本論文利用芬頓(Fenton)試劑對有機污染物的

2、廣譜氧化性，在實驗室前期研究工作的基礎上，嘗試探索利用芬頓氧化技術來去除土壤中PAHs結合態(tài)殘留，研制芬頓氧化技術的試劑包，并將其應用于修復實際PAHs污染土壤，試圖為PAHs污染土壤的治理探索出一條高效、快速、安全的途徑。取得的主要成果如下:
　　(1)研究了芬頓氧化技術對土壤中PAHs結合態(tài)殘留的去除作用。采集了污染區(qū)PAHs污染土樣，以萘、苊烯、芴和蒽為PAHs代表物，研究了Fenton試劑對土樣中PAHs結合態(tài)殘留的氧化降

3、解效果，并對H2O2濃度、溶液pH值、反應時間、二價鐵離子添加率及水/土比等實驗條件進行了優(yōu)化。結果表明:Fenton試劑法能較為有效的氧化降解土壤中的PAHs結合態(tài)殘留，且以12％ H2O2添加濃度、pH3.0、1∶20鐵添加比率為條件，當避光反應時間為24 h時，污染土樣中4種PAHs結合態(tài)殘留的氧化降解效果最佳，去除率分別高達81％、95％、100％和62％。同樣，設定另外幾個影響因素一定、二價鐵離子添加率為1∶30時，4種PAH

4、s結合態(tài)殘留的去除率分別達到92％、27％、97％、100％; H2O2濃度為10％時，去除率分別高達93％、44％、95％、100％; pH為3.0～5.0時，去除率分別為89％、58％、65％、99％;最佳土/水比為3∶1.6g/mL時，去除率分別為82％、63％、95％、100％。
　　(2)研制了芬頓氧化去除土壤中PAHs的試劑包，并試驗了其治理PAHs污染土壤的實際效果。在已得到的實驗數(shù)據(jù)基礎上，以雙氧水(30％)、28

5、％ FeSO4溶液和10％草酸為主要藥劑，研究了Fenton試劑法對實際污染土壤中幾種PAHs的氧化降解效果。為了更方便工程中應用，預定將處理1 g土樣所用酸和FeSO4顆粒放在一個試劑包中、為試劑包1，將處理1 g土樣所用酸、K2C2O4和FeSO4顆粒放在一個試劑包中，為試劑包2，將處理1g土樣所用H2O2放入另一試劑包，為試劑包3，并進行組合應用于污染土樣中，對各反應體系進行條件優(yōu)化。結果顯示:體系中H2O2對Fenton試劑氧化

6、降解PAHs起著非常重要的作用;而在芬頓體系中加入K2C2O4也可對Fenton試劑氧化降解土壤中PAHs起到較好的增效作用，且在24 h內時間越長、降解效果越明顯。實驗優(yōu)化后的最佳反應條件為:10％草酸添加量為135μL、Fe2+/C2O42-添加比率為1/3、目標雙氧水濃度為11％。反應時間為48 h，此時土樣中幾種PAHs的降解率可以達到最大值;得出幾種優(yōu)化試劑包組合。
　　(3)篩選出了三種不同功能的試劑包。其中效率最高的

7、試劑包組合為:FeSO4∶K2C2O4=1∶3，11％ H2O2，1∶8鐵離子添加比率條件;土壤中PAHs結合態(tài)殘留去除的最優(yōu)試劑包為:11％ H2O2，1∶8鐵離子添加比率;相對廉價的試劑包為:FeSO4∶K2C2O4=3∶1，11％H2O2，1∶8鐵離子添加比率。將三類試劑包分別應用于不同質量的實際污染土樣中，都有很好的使用效果。比如在處理60 g污染土壤的時候，幾種PAHs（萘、苊、苊烯、蒽、芴和菲）的去除率最低分別為40％、70