鄰苯二甲酸酯污染土壤化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)的初步研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會的高速發(fā)展，在人類生活水平不斷提升的同時，全球環(huán)境污染已慢慢成為影響人類社會可持續(xù)性發(fā)展的嚴(yán)重問題。鄰苯二甲酸酯(PAEs)作為塑化劑在塑料制品中經(jīng)常被使用，成為分布范圍較廣的一類有機污染物，研究人員已經(jīng)在大氣、土壤和水體中等多種環(huán)境介質(zhì)中發(fā)現(xiàn)PAEs的存在。伴隨著大量的PAEs進入到自然環(huán)境中，土壤成為了其主要的歸宿。因此，有效防治和降解土壤中的PAEs是我們大家亟待解決的一個關(guān)鍵問題，也是全世界各國人民共同關(guān)注的一個熱點

2、問題。利用高級氧化法修復(fù)PAEs污染土壤，具有成本低、無二次污染和修復(fù)周期短的優(yōu)點，是一種極具有應(yīng)用前景的修復(fù)技術(shù)。本論文針對某化工廠搬遷后遺留的鄰苯二甲酸二異辛酯(DEHP)污染土壤，研究了高級氧化技術(shù)對污染土壤氧化降解的效果，探索了DEHP等塑化劑污染土壤采用高級氧化技術(shù)修復(fù)的可行性，主要有以下結(jié)論:
　　(1)采用了四種氧化劑氧化降解DEHP污染土壤，研究發(fā)現(xiàn)四種氧化劑中Fe2+/Na2S2O8對DEHP的降解率最高，其中四

3、種氧化劑對DEHP的降解率大小順序為Fe2+/Na2S2O8＞ Fenton＞KMnO4＞ H2O2。在土壤溶液pH值為8.06，土水比1∶2，溫度25℃時，研究了四種氧化劑添加濃度為3mmol·g-1下DEHP的動態(tài)降解變化，并對DEHP降解動力學(xué)進行了擬合。用零級動力學(xué)、一級動力學(xué)和二級動力學(xué)擬合方程擬合，發(fā)現(xiàn)四種氧化劑的二級動力學(xué)擬合方程相關(guān)系數(shù)(R2)均高于其它動力學(xué)方程，說明DEHP的降解反應(yīng)符合二級反應(yīng)。同時，對氧化前后的土

4、壤性質(zhì)進行了分析，發(fā)現(xiàn)加入氧化劑后，土壤pH均有不同程度的下降，其中Fe2+/Na2S2O8氧化后的pH下降最明顯;通過四種氧化劑氧化后，土壤中總有機碳(TOC)均不同程度下降，F(xiàn)e2+/Na2S2O8體系TOC下降較多;氧化還原電位(Eh)和電導(dǎo)率(EC)增加明顯;陽離子交換量(CEC)下降很小;土壤中全N、P、K都有所下降。使用氧化劑氧化降解DEHP污染土壤對土壤性質(zhì)影響不大，不會使土壤的功能作用喪失。
　　(2)研究了在μF

5、e0/Na2S2O8、H2O2/Na2S2O8、OH-/Na2S2O8三種氧化體系下土壤中DEHP的降解效果。對不同的含鐵化合物(μFe0、nFe0、三氯化鐵、硫酸亞鐵、硝酸鐵)催化劑進行篩選，通過比較得到在μFe0條件下DEHP的降解率最高。比較研究了三種氧化體系（μFe0/Na2S2O8、H2O2/Na2S2O8、OH-/Na2S2O8）下DEHP的降解率，降解率大小為:OH-/Na2S2O8＞μFe0/Na2S2O8＞H2O2/N

6、a2S2O8。三種活化條件下SO4-·產(chǎn)生的方式不同，反應(yīng)進行的同時還產(chǎn)生了其他的自由基如O2-·和OH·，但是在整個反應(yīng)中占主導(dǎo)作用的還是SO4-·。通過實驗的結(jié)果表明，三種不同活化方式下的氧化技術(shù)都可以用來氧化降解DEHP等塑化劑污染的土壤，其中降解效果最佳的為堿活化方式。
　　(3)研究了氧化過程中Fe0的表面形態(tài)變化及DEHP在OH/Na2S2O8氧化體系中的降解機理，對反應(yīng)前后的nFe0和μFe0進行了掃描電鏡表征。結(jié)果

7、發(fā)現(xiàn)無論是納米零價鐵還是微米零價鐵，表面都受到了不同程度的腐蝕，伴隨著反應(yīng)的進行，腐蝕加重。同時在零價鐵的表面產(chǎn)生了雪花狀的物質(zhì)，推測其成分主要為FeOOH。通過LC/MS測定了DEHP不同時刻的降解情況及中間產(chǎn)物的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)隨著反應(yīng)的進行DEHP濃度逐漸的降低，同時產(chǎn)生的四種新化合物的濃度慢慢增加。對塑化劑DEHP的質(zhì)譜圖及四種中間產(chǎn)物的質(zhì)譜圖進行了裂解途徑的分析，檢測到的四種中間產(chǎn)物分別為2-（3-戊烯氧酰基）苯甲酸異庚醛酯、2