不同炭質(zhì)吸附劑對(duì)多氯聯(lián)苯的長(zhǎng)時(shí)間吸附特性研究及應(yīng)用.pdf

1、沉積物是持久性有機(jī)污染物的大儲(chǔ)庫(kù)，雖然在1974年禁止生產(chǎn)，但沉積物中的污染物仍然會(huì)通過(guò)釋放作用進(jìn)入到水環(huán)境中，威脅著人類的健康，所以治理沉積物污染已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)話題。本論文應(yīng)用5種炭質(zhì)吸附劑（椰殼活性炭、木炭活性炭、原炭（未活化炭）、東海電廠灰、煤基活性炭），以多氯聯(lián)苯(PCBs)為吸附質(zhì)，利用仿生被動(dòng)采樣提取及測(cè)定吸附質(zhì)，研究各炭質(zhì)吸附劑的吸附動(dòng)力學(xué)及等溫曲線，探究炭質(zhì)吸附劑的吸附原理，進(jìn)而應(yīng)用其中的煤基活性炭、椰殼活性炭、果殼、

2、原碳為修復(fù)劑，進(jìn)行實(shí)際污染沉積物（蒲河支流某河段）的治理與修復(fù)研究，為炭質(zhì)吸附劑的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。研究所得結(jié)論如下:
　　(1)煤基活性炭、木質(zhì)活性炭具有較高的比表面積，且以中孔及微孔為主，椰殼活性炭、原炭、東海電廠灰的比表面積較小，東海電廠灰以大孔為主，幾乎沒(méi)有微孔結(jié)構(gòu)。本研究中使用5種炭質(zhì)吸附劑都含有苯環(huán)及羥基基團(tuán)，且所含有的官能團(tuán)類似。三維熒光圖譜顯示，研究中使用的天然有機(jī)質(zhì)(NOM)主要成分是富里酸，結(jié)合排阻色譜可以看出

3、，其平均分子量在5000Da附近。
　　(2)吸附動(dòng)力學(xué)研究表明:準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)能夠很好的擬合5種炭質(zhì)吸附劑對(duì)PCBs的吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程（相關(guān)系數(shù)R2＞0.99），說(shuō)明吸附過(guò)程是一個(gè)多重而復(fù)雜的過(guò)程;研究發(fā)現(xiàn)以大孔為主的炭質(zhì)吸附劑（如:東海電廠灰、椰殼活性炭、原炭）顆粒內(nèi)擴(kuò)散方程參數(shù)k值較大，Elovich方程參數(shù)b值較大，說(shuō)明表觀吸附速率快，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間較短，快吸附到慢吸附轉(zhuǎn)換過(guò)程不明顯，其主要以表面吸附為主;以微孔和中孔為

4、主的炭質(zhì)吸附劑（煤基活性炭、木炭）孔隙較為發(fā)達(dá)，表觀吸附速率小，快吸附到慢吸附轉(zhuǎn)換顯著，說(shuō)明以內(nèi)部吸附為主;NOM對(duì)炭質(zhì)吸附劑吸附性能的影響實(shí)驗(yàn)表明，NOM的存在使得孔徑不發(fā)達(dá)的炭質(zhì)吸附劑（如:東海電廠灰、椰殼活性炭、原炭）表觀吸附速率下降，快-慢吸附速率差距增大，而NOM對(duì)孔徑較發(fā)達(dá)的炭質(zhì)吸附劑（如:煤基活性炭、木炭）具有相反的作用。
　　(3)吸附等溫曲線研究結(jié)果表明，F(xiàn)reundlich吸附模型能較好的模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(R2＞0

5、.6);吸附時(shí)間為1個(gè)月及12個(gè)月，孔隙結(jié)構(gòu)較為發(fā)達(dá)的煤基活性炭和木炭活性炭的吸附量均大于其他炭質(zhì)吸附劑，但吸附1個(gè)月時(shí)，這種差距不顯著，而吸附12個(gè)月時(shí)差距較大，原因是，吸附1個(gè)月時(shí)，吸附并未達(dá)到平衡（吸附動(dòng)力學(xué)研究得到同樣的結(jié)論），分配系數(shù)(Kd)并不能體現(xiàn)吸附劑的實(shí)際吸附能力，吸附12個(gè)月時(shí)，吸附達(dá)到平衡，此時(shí)的Kd值能夠體現(xiàn)吸附劑的實(shí)際吸附能力。短時(shí)吸附，NOM降低了5種炭質(zhì)吸附劑對(duì)PCBs的吸附容量，尤其是對(duì)椰殼活性炭、原炭、

6、東海電廠灰的降低幅度較大;當(dāng)吸附時(shí)間為12個(gè)月時(shí)，NOM對(duì)5種炭質(zhì)吸附劑的影響均小，究其原因，短時(shí)吸附，NOM附著在炭質(zhì)吸附劑表面（尤其是以中孔和大孔為主的吸附劑），競(jìng)爭(zhēng)和堵塞作用阻礙了其對(duì)PCBs的吸附，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，PCBs分子能夠穿越NOM，進(jìn)而進(jìn)入炭質(zhì)吸附劑的內(nèi)部孔道，NOM的影響大大降低。
　　(4)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，煤基活性炭對(duì)PCBs的治理效果最佳，治理效果順序?yàn)?煤基活性炭＞果殼活性炭＞椰殼活性炭＞原炭，此結(jié)果與實(shí)驗(yàn)