PCBs污染土壤的低溫?zé)崽幚砻撀妊芯?pdf

1、PCBs（polychlorinated biphenyls，多氯聯(lián)苯）是一類人工合成的最具代表性的持久性有機(jī)污染物（persistent organic pollutants，POPs），廣泛用作電力電容器的絕緣油、液壓系統(tǒng)的傳壓介質(zhì)等。2011年5月，斯德哥爾摩公約規(guī)定PCBs為優(yōu)先控制的12種持久性有機(jī)污染物之一。以浙江省和遼寧省PCBs清單調(diào)查示范省的調(diào)查結(jié)果推算，高濃度PCBs廢物（大于500mg/kg）全國總量約5萬t，低濃

2、度PCBs廢物（50～500mg/kg）約50萬t,PCBs濃度低于50mg/kg的污染土壤總量至少有上千萬t。PCBs具有環(huán)境持久性、生物積累性和生物毒性，可在全球范圍內(nèi)遠(yuǎn)距離傳輸，土壤污染會(huì)導(dǎo)致PCBs在生物體內(nèi)累積并隨著食物鏈遷移轉(zhuǎn)化，并且最終對(duì)動(dòng)植物以及人體健康帶來危害。
　　低溫?zé)崽幚砻撀燃夹g(shù)已被證實(shí)對(duì)二噁英、六氯苯等POPs物質(zhì)具有較高的去除率，但目前關(guān)于低溫?zé)崽幚砻撀燃夹g(shù)處理PCBs的研究報(bào)道較少。PCBs的低溫?zé)崽?/p>

3、理脫氯效果、脫氯反應(yīng)途徑以及最終的物質(zhì)歸趨等問題尚未得到解決。本論文旨在探討低溫?zé)崽幚砻撀燃夹g(shù)對(duì)廢棄電容器封存點(diǎn)附近污染土壤和PCB77的脫氯效果，考察反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間及CaO/MgO添加比例對(duì)PCBs去除率、脫氯率的影響以及反應(yīng)前后PCBs的組分變化，進(jìn)而探討PCBs低溫?zé)崽幚砻撀确磻?yīng)機(jī)理，研究PCBs的最終物質(zhì)歸趨。
　　試驗(yàn)土樣1中PCBs濃度為107.7mg/g，屬于罕見高濃度PCBs固體廢物。CaO添加比例為10％時(shí)，

4、在300℃下反應(yīng)4h后PCBs的去除率為73.3％，脫氯率為45.6％;而在400℃下反應(yīng)4h后，PCBs的去除率達(dá)到87.7％，脫氯率為85.3％。不同溫度和不同反應(yīng)時(shí)間下，PCBs脫氯率隨著CaO添加量的增加均呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。提高反應(yīng)溫度能有效提高PCBs低溫?zé)崽幚砻撀刃?，溫度是PCBs低溫?zé)崽幚砻撀鹊闹饕绊懸蛩亍?50℃和400℃下反應(yīng)4h后，污染土壤中原有四氯聯(lián)苯和五氯聯(lián)苯均未檢出，并伴有聯(lián)苯和一氯聯(lián)苯生成，說明PC

5、Bs在低溫?zé)崽幚砻撀戎兄鸩桨l(fā)生了脫氯/加氫反應(yīng)，有部分PCBs完全脫氯/加氫生成聯(lián)苯，其中PCB105（2，3，3'，4，4'-五氯聯(lián)苯）間位脫氯/加氫直接生成PCB66（2，3'，4，4'-四氯聯(lián)苯），PCB105鄰位脫氯/加氫生成PCB77（3，3'，4，4'-四氯聯(lián)苯）。
　　試驗(yàn)土樣2中PCBs濃度為5.4mg/g，為高濃度含PCBs污染土壤。當(dāng)反應(yīng)溫度為400℃、停留時(shí)間4h、CaO和MgO添加比例分別為10％時(shí)，PCB

6、s的脫氯率分別為68.2％和68.0％，CaO與MgO在低溫?zé)崽幚砻撀确磻?yīng)中的催化活性相當(dāng)。反應(yīng)后土壤樣品中均未檢出有機(jī)物，認(rèn)為PCBs去除率達(dá)到99.0％，說明低溫?zé)崽幚砻撀燃夹g(shù)處置高濃度污染土壤具有較高的去除率。
　　PCB77樣品中添加20倍（質(zhì)量比）的CaO，在400℃下反應(yīng)0.5、1、2、4、6h后，PCB77的脫氯率分別為34.8％、39.9％、41.5％、44.2％、44.9％，去除率分別為45.6％、49.0％、5

7、0.1％、52.4％、61.3％。低溫?zé)崽幚砻撀群驪CB77脫氯/加氫生成PCB8（2，4'-二氯聯(lián)苯）和PCB31(2，4'，5-三氯聯(lián)苯)，同時(shí)PCB77也轉(zhuǎn)化生成PCB80（3，3'，5，5'-四氯聯(lián)苯）和PCB70（2,3'，4'，5-四氯聯(lián)苯）兩種物質(zhì)。
　　本研究通過Raman光譜確定了高濃度PCBs固體廢物和PCB77樣品低溫?zé)崽幚砻撀群笊闪司哂惺矫娼Y(jié)構(gòu)的無序碳，證實(shí)了PCBs低溫?zé)崽幚砻撀冗^程中存在脫氯/縮合

8、反應(yīng)途徑。PCB77脫氯后Raman光譜檢出1769cm-1處的羰基峰，說明PCB77在低溫?zé)崽幚砻撀冗^程中也通過脫氯/縮合生成了含羰基的高聚產(chǎn)物。
　　三種試驗(yàn)樣品中PCBs氯元素在低溫?zé)崽幚砻撀惹昂缶憩F(xiàn)出一定程度的質(zhì)量不守恒現(xiàn)象，并且相應(yīng)地隨著PCBs脫氯率越大，氯元素質(zhì)量損失程度也越大。PCBs低溫?zé)崽幚砻撀鹊拿撀?縮合反應(yīng)途徑為含氯物質(zhì)質(zhì)量表觀不平衡找到合理的解釋，PCBs在低溫?zé)崽幚砻撀戎型ㄟ^脫氯/縮合反應(yīng)生成的高聚產(chǎn)