芬頓氧化去除土壤中多環(huán)芳烴的關(guān)鍵技術(shù)及其試劑包研制.pdf

1、隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，各種廢氣、廢水、廢渣等被大量不當(dāng)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(jiàn)的一類(lèi)高風(fēng)險(xiǎn)有機(jī)污染物，2014年4月17日，我國(guó)環(huán)境保護(hù)部與國(guó)土資源部發(fā)布的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》中指出，“我國(guó)土壤中PAHs點(diǎn)位超標(biāo)率達(dá)1.4％”。如何高效地修復(fù)PAHs污染土壤、以減低土壤污染風(fēng)險(xiǎn)，這是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外環(huán)境領(lǐng)域急需解決一個(gè)重大研究課題。
　　本論文利用芬頓(Fenton)試劑對(duì)有機(jī)污染物的

2、廣譜氧化性，在實(shí)驗(yàn)室前期研究工作的基礎(chǔ)上，嘗試探索利用芬頓氧化技術(shù)來(lái)去除土壤中PAHs結(jié)合態(tài)殘留，研制芬頓氧化技術(shù)的試劑包，并將其應(yīng)用于修復(fù)實(shí)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(shù)對(duì)土壤中PAHs結(jié)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(duì)土樣中PAHs結(jié)合態(tài)殘留的氧化降

3、解效果，并對(duì)H2O2濃度、溶液pH值、反應(yīng)時(shí)間、二價(jià)鐵離子添加率及水/土比等實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明:Fenton試劑法能較為有效的氧化降解土壤中的PAHs結(jié)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(dāng)避光反應(yīng)時(shí)間為24 h時(shí)，污染土樣中4種PAHs結(jié)合態(tài)殘留的氧化降解效果最佳，去除率分別高達(dá)81％、95％、100％和62％。同樣，設(shè)定另外幾個(gè)影響因素一定、二價(jià)鐵離子添加率為1∶30時(shí)，4種PAH

4、s結(jié)合態(tài)殘留的去除率分別達(dá)到92％、27％、97％、100％; H2O2濃度為10％時(shí)，去除率分別高達(dá)93％、44％、95％、100％; pH為3.0～5.0時(shí)，去除率分別為89％、58％、65％、99％;最佳土/水比為3∶1.6g/mL時(shí)，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(yàn)了其治理PAHs污染土壤的實(shí)際效果。在已得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)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(duì)實(shí)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(yīng)用，預(yù)定將處理1 g土樣所用酸和FeSO4顆粒放在一個(gè)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(gè)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(jìn)行組合應(yīng)用于污染土樣中，對(duì)各反應(yīng)體系進(jìn)行條件優(yōu)化。結(jié)果顯示:體系中H2O2對(duì)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(duì)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(nèi)時(shí)間越長(zhǎng)、降解效果越明顯。實(shí)驗(yàn)優(yōu)化后的最佳反應(yīng)條件為:10％草酸添加量為135μL、Fe2+/C2O42-添加比率為1/3、目標(biāo)雙氧水濃度為11％。反應(yīng)時(shí)間為48 h，此時(shí)土樣中幾種PAHs的降解率可以達(dá)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(jié)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(duì)廉價(jià)的試劑包為:FeSO4∶K2C2O4=3∶1，11％H2O2，1∶8鐵離子添加比率。將三類(lèi)試劑包分別應(yīng)用于不同質(zhì)量的實(shí)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(shí)候，幾種PAHs（萘、苊、苊烯、蒽、芴和菲）的去除率最低分別為40％、70