氯代POPs固體廢物低溫?zé)釞C(jī)理降解研究.pdf

1、我國目前存在大量歷史存留的氯代POPs固體廢物和污染場地，同時(shí)在農(nóng)藥生產(chǎn)，各類燃燒和熱處理過程中的無意產(chǎn)生，使這類物質(zhì)在環(huán)境中廣泛存在。POPs物質(zhì)具有致癌、致畸、致突變?nèi)N效應(yīng)，且能夠在環(huán)境中長期存在，這類污染物的脫毒處理是市政工程固體廢棄物處理處置的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。低溫?zé)峤到饧夹g(shù)是一種非焚燒溫和處置技術(shù)，具有處理量大、高效經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，因此進(jìn)行POPs固體廢物低溫?zé)峤到庋芯?，探索POPs化合物的降解機(jī)理對于開展場地修復(fù)、固廢處理以及保障城

2、市環(huán)境具有重要的應(yīng)用價(jià)值和科學(xué)意義。
　　本研究以氯代芳香族POPs六氯苯(Hexachlorobenzene，HCB)為模型污染物，氧化鋁(α-Al2O3、γ-Al2O3)、氧化鈣(CaO)、過渡金屬氧化物(MnO2、α-Fe2O3、γ-Fe2O3、Ni2O3和CuO)為催化劑，篩選催化效果較好的脫氯活性組分，并對效果較好的催化劑進(jìn)行復(fù)配，考察雙組份金屬氧化物對HCB的低溫?zé)峤到庑Ч?同時(shí)通過對產(chǎn)物的分析，推測脫氯降解途徑，探討

3、技術(shù)的安全性和普適性。主要研究結(jié)論如下:
　　(1)以8種金屬氧化物為催化劑，反應(yīng)溫度為350℃，反應(yīng)時(shí)間1h，考察催化劑種類、添加比例等因素對HCB降解效果和產(chǎn)物組分的影響。結(jié)果表明，催化效果隨添加比例的提高明顯增加，金屬氧化物添加比例為100∶1時(shí)，堿土金屬氧化物CaO，過渡金屬氧化物中的α-Fe2O3、γ-Fe2O3、Ni2O3和CuO降解活性較好，這四種氧化物對HCB的降解率分別達(dá)到65.5％、100.0％、100.0％和

4、52.4％，脫氯率D1分別為54.4％、81.9％、77.5％和46.1％。
　　(2)以CaO為主要成分，添加一定比例的脫氯加氫效果較好的過渡金屬氧化物(α-Fe2O3、Ni2O3和CuO)，考察雙組份混合金屬氧化物對HCB的降解效果。結(jié)果表明，三種過渡金屬氧化物與CaO混合都起到一定的促進(jìn)作用，且提高過渡金屬氧化物的添加量，可以明顯提高催化效果;其中α-Fe2O3與CaO組合效果最好，當(dāng)mCaO∶mα-Fe2O3∶mHCB=1

5、00∶5∶1時(shí)，350℃下反應(yīng)20 min降解率達(dá)到100.0％，50 min脫氯率D2可達(dá)到100.0％。
　　(3)分析HCB降解后的有機(jī)產(chǎn)物，結(jié)果顯示，8種金屬氧化物與HCB樣品反應(yīng)產(chǎn)物中均存在低氯代苯，在α-Fe2O3和Ni2O3的催化作用下有2-4氯代低氯苯檢出，其余6種金屬氧化物的脫氯產(chǎn)物中低氯苯含量較少或未檢出;三種雙組份混合催化劑降解HCB后的有機(jī)產(chǎn)物中，低氯代苯較多，說明在降解過程中存在明顯的逐級脫氯/加氫反應(yīng)。

6、
　　(4)HCB中氯元素在脫氯反應(yīng)前后表現(xiàn)出一定程度的質(zhì)量不守恒現(xiàn)象，利用Raman光譜對HCB(20％)與α-Fe2O3、CaO以及CaO/α-Fe2O3反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)行分析，α-Fe2O3反應(yīng)前后無明顯變化，CaO和CaO/α-Fe2O3降解HCB后產(chǎn)物顏色加深，且檢測到無序碳的特征峰，說明在反應(yīng)中生成了無序碳等高分子聚合物，C極有可能是HCB中碳元素的最終歸趨，反應(yīng)中存在脫氯/縮合途徑，為解釋物質(zhì)歸趨和氯元素失衡現(xiàn)象奠定了