污染物浓度与土壤粒径对热脱附修复DDTs污染土壤的影响

采集2种不同性质的土壤(黑土和棕壤)作为供试土壤,自配不同污染浓度(棕壤)和不同粒径(黑土)的DDT及其同系物(即DDTs,包括p,p′-DDT,o,p′-DDT,p,p′-DDD和p,p′-DDE)污染土壤,采用热脱附方法,分别对300 ℃,5个停留时间(10,20,30,40和50 min)下的DDTs总去除率及热处理前后各组分的脱附情况进行研究.结果表明,不同污染水平〔w(DDTs)分别为290.17,498.69和718.69 mg/kg〕的污染土壤中,DDTs的总去除率差异不显著.此外,在整个热处理过程中,污染水平对4种DDT及其同系物在土壤中的去除率也没有显著影响.而土壤粒径(0.25～0.85 mm,0.15～＜0.25 mm,＜0.15 mm)对DDTs的去除率影响显著,粒径越大的土壤越有利于DDTs脱附.单因素方差结果显示,粒径对土壤中p,p′-DDT和p,p′-DDE的脱附和转化有显著影响.      

温度和停留时间对十溴联苯醚在污染土壤中热脱附的影响

采用自配十溴联苯醚污染土壤开展热脱附试验研究,试验温度分别为200、300、325、350、400和450 ℃,停留时间为10、20、30、40、50和90 min. 分析多溴联苯醚(PBDEs,包括BDE28、BDE47、BDE66、BDE99、BDE100、BDE138、BDE153、BDE154、BDE183、BDE190、BDE196、BDE197、BDE203、BDE205、BDE206、BDE207、BDE208和BDE209)热脱附前后污染物在土壤中的浓度及总脱附率. 试验用土样中w(PBDEs)为1 136.69 mg/kg. 低温段(200和300 ℃)污染物去除率较低,在300 ℃、停留时间90 min时,残留w(PBDEs)为263.57 mg/kg,去除率为76.81%;中温段(325和350 ℃)污染物大量减少,350 ℃、停留时间40 min时,残留w(PBDEs)为114.01 mg/kg,去除率达90%;高温段(400和450 ℃),温度为450 ℃、停留时间20 min时,残留w(PBDEs)为4.81 mg/kg,去除率达99%以上. 结果表明,PBDEs去除率随温度或停留时间的增加而增大,处置试验用土样比较合理的热脱附操作条件:温度为400 ℃、停留时间为20 min.      

山东省临沂市土壤有机氯农药滴滴涕残留量与空间分布特征

通过对临沂市全区表层土壤每36 km2进行样品收集,测试分析了DDTs、Org C、N等指标,主要研究了区域表层土壤DDTs的残留现状、组成和来源、影响因素、空间分布和环境质量特征.结果表明,调查区表层土壤中DDTs检出率为71.75%,平均含量为0.035μg·g-1;检出样品中p,p'-DDT和p,p'-DDE为主要残留物,平均残留分别为0.033μg·g-1和0.010μg·g-1,分别占检出样的60.99%和34.62%.DDTs降解率指示区域58%表层土壤为新近输入区,新近输入区在调查区中南部分布尤为明显;而p,p'-DDD/p,p'-DDE指示区域DDTs降解以氧化环境为主,o,p'-DDT/p,p'-DDT指示71.37%区域土壤DDTs输入可能与工业级DDTs有关.相关分析表明,影响土壤DDTs分布的外在因素包括土壤Org C、N、C和p H等指标,且DDTs中p,p'-DDT组分占比越高,影响越明显.DDTs的空间分布具明显点源特征,市县周围均出现明显浓集中心,中南部部分区域浓度明显较高.全区DDTs土壤环境质量污染程度较低,主要以一二类土壤为主,分别占78.95%和21.05%.     

脉冲电晕放电等离子体去除污染土壤热脱附尾气中的DDTs

为探索新型产业化应用热脱附尾气处理技术,采用脉冲电晕放电等离子体技术对含DDTs的热脱附尾气进行处理,考察了工艺参数如脉冲电压、脉冲频率、ρ（DDTs）和停留时间对DDTs处理效果的影响,分析了DDTs经低温等离子体处理后的分解产物.结果表明,DDTs的去除率随脉冲电压的升高、脉冲频率的增大和停留时间的延长而增加,随进气中ρ（DDTs）的升高而降低,但去除量随进气中ρ（DDTs）的升高而增大.进气中的ρ（DDTs）为30.0 mg/m3,停留时间为10 s,脉冲电压为30.0 kV,脉冲频率为50 Hz时,DDTs的去除率为82.5%.低温等离子体处理后,尾气中的ρ（p,p'-DDT）、ρ（o,p'-DDT）和ρ（p,p'-DDD）降低,ρ（p,p'-DDE）反而升高,另有微量的二苯甲烷、二苯甲醇、4,4'-二氯二苯甲烷、2,4'-二氯苯甲酮和1,1-双（对氯苯）-2-氯乙烯等分解产物被检出.研究显示,脉冲放电等离子体技术具有去除效率高等特点,可有效去除含DDTs的热脱附尾气.      

绝缘油污染土壤微波脱附试验

采用微波-热重反应装置,针对绝缘油污染土壤进行微波热脱附试验,考察不同温度下绝缘油脱附效率以及污染土壤失重规律,并在此基础上对土壤中残余绝缘油组分及分布进行分析。结果表明:当温度达到400℃以上时,土壤中绝缘油去除效果较好,绝缘油去除率可达到98.6%,能够满足土壤修复要求。含油土壤随着温度升高主要经历水分挥发、易挥发性有机物析出、难挥发性有机物析出等阶段,在100~200℃阶段,主要是土壤中水分和部分低挥发性有机物析出;在400~500℃阶段,主要是土壤中绝缘油析出。土壤中绝缘油的成分以C12—C21烷烃类化合物和5~6环芳香烃为主,当温度达到400℃以后,绝缘油中各组分逐步被完全脱附,综合考虑脱附效率和经济性原则,绝缘油污染土壤脱附温度以400~450℃为宜。     

多环芳烃类污染土壤热脱附修复技术应用研究

针对传统热脱附工艺脱附时间长、处理成本高、尾气处理工艺不完善等问题,进行了电加热回转窑热脱附实验。研究发现:随着温度增高、时间增长,总PAHs去除率增加;10 min条件下350℃与500℃时总PAHs的去除率分别为98.83%和98.94%,土壤中PAHs可达到修复目标值;500℃时多环芳烃的去除率表现为低环PAHs>高环PAHs。在此基础上,通过集成形成1套集污染土壤预处理、热脱附、尾气净化、余热利用、自动化控制于一体的工艺技术,并建成年处理有机污染土壤18万t的热脱附生产线。在350和500℃条件下对1万余吨污染土壤进行热脱附处理后(≥10 min),总PAHs去除率分别为98.92%和99.95%,尾气排放指标均低于DB 11/501—2007《大气污染物综合排放标准》。     

废弃农药厂拆除过程对周边土壤DDTs污染影响

分4批次分别采集某废弃农药厂拆除前和拆除后周边土壤,研究土壤中DDTs含量、分布和组成的变化特征.结果表明,拆除1个月后,土壤中DDTs残留量（平均为334ng/g）明显大于拆除前（平均为97.0ng/g）,之后土壤中DDTs的残留量明显下降.拆除前,周边土壤中以p,p'-DDE和p,p'-DDD为主,平均浓度分别为35.6和31.0ng/g;拆除后以p,p'-DDT为主要残留污染物,平均浓度为289ng/g,较拆除前（9.69ng/g）增长了28.9倍.来源分析表明,农药厂拆除前周边土壤中DDTs的污染主要受厂区内历史工业品DDTs生产和农田使用的三氯杀螨醇共同影响,而拆除过程周边土壤DDTs污染的贡献主要来自于厂区内工业品DDTs的挥发.在空间分布上,拆除前和拆除后整体上西部区域土壤的污染程度高于东部区域.     

低温等离子体降解污染土壤热脱附尾气中DDTs

为优化低温等离子体技术对污染土壤热脱附尾气的处理效果,采用脉冲电晕放电等离子体处理含DDTs（滴滴涕）的热脱附尾气,控制进气中的ρ（DDTs）为2.873 mg/m3,考察了载气φ（O₂）、等离子体温度、载气湿度和脉冲电压对DDTs降解效果的影响,分析了O₃在降解过程中的作用.结果表明:①当氮气/氧气混合载气中φ（O₂）分别为0、3%、6%、10%、21%和100%时,DDTs降解率分别为80.1%、76.5%、78.4%、81.1%、88.8%和94.6%,ρ（O₃）分别为0、0.20、0.25、0.40、0.99和1.93 mg/L.随着φ（O₂）的增加,ρ（O₃）逐渐增大,除氮气气氛外,DDTs降解率均逐渐增大,当φ（O₂）超过10%时,DDTs降解率较氮气气氛下更高.p,p'-DDD降解率均为100%,p,p'-DDE和o,p'-DDT的降解率随φ（O₂）的增加而增大.氮气气氛下p,p'-DDT降解率高于低浓度氧气气氛,除氮气气氛外,p,p'-DDT降解率随φ（O₂）的增加而增大.②当等离子体温度分别为80、100和150 ℃时,DDTs降解率分别为88.8%、83.2%和56.3%,ρ（O₃）分别为0.99、0.65和0.35 mg/L.当载气湿度为0、1.0、2.7和20.5 g/m3时,DDTs降解率分别为88.8%、81.6%、68.6%和30.0%,ρ（O₃）分别为0.99、0.73、0.56和0.32 mg/L.随着等离子体温度升高、载气湿度增大,反应器内ρ（O₃）逐渐减小,DDTs降解率也随之降低.③DDTs降解率随脉冲电压的升高而增大,当脉冲电压为24 kV、脉冲频率为50 Hz、等离子体温度为80 ℃、气体在反应器中的停留时间为10 s时,DDTs降解率达86.9%.研究显示,脉冲电晕放电等离子体能够快速、有效地去除热脱附尾气中的DDTs.      

氯盐协同作用下含汞土壤热脱附实验研究

采用自配硫酸汞和氧化汞污染土壤开展热脱附试验。研究了热脱附温度(200~500℃)、热脱附时间(25~120 min)、热脱附氯盐药剂(氯化铁、氯化镁和氯化钙)对土壤中汞热脱附率的影响。结果表明:氯盐对汞热脱附的促进作用明显,未添加氯盐的硫酸汞和氧化汞样品中汞的去除率分别为29.4%~52.8%和16.3%~69.2%,添加氯化铁、氯化镁和氯化钙后硫酸汞样品中汞的去除率分别为95.6%~97.9%、78.7%~94.6%和45.2%~94.9%。三种氯盐对汞热脱附的促进顺序为氯化铁>氯化镁>氯化钙;汞的去除率都随着温度和停留时间的增大而增大,温度越高停留时间的影响越小,添加氯盐可有效缩短样品中汞的去除率达到稳定所需的时间。对样品进行XRD分析得出:添加氯盐之后在加热过程中生成了挥发温度相对较低的氯化汞和氯化亚汞。     

飞灰中二英热脱附行为的研究

研究了垃圾焚烧产生的飞灰中二噁英在隔绝空气受热条件下的热脱附行为及规律.通过气相和固体残留中二噁英的含量分析,推测了二噁英在不同温度条件下可能发生的几种化学反应和物理变化,同时研究了17种有毒二噁英的热脱附效率和飞灰的最佳热脱附条件.PCDD/Fs在200℃和300℃下平均脱附率分别为96.2%和95.5%,而400℃下的平均脱附率高达99.7%.结果表明,在300℃加热条件下,飞灰中的PCDD/Fs主要发生脱氯降解反应.在400℃下,飞灰中发生大量的前体合成反应,使PCDD/Fs含量显著增加.     

停留时间对滴滴涕农药热处理特性的影响研究

利用高温管式炉研究停留时间对滴滴涕农药热处理特性的影响。结果表明,600℃时ηDDT在15 min内迅速增长,在15 min后稳定在85%上下;900℃时,当停留时间≥15 min,ηDDT≥99%;1 200℃时,各时段的ηDDT≥99.9%。在滴滴涕农药残渣中,DDTs在600℃和900℃时的配比随停留时间的增加变化甚微,在1 200℃时,p,p’-DDD、DDT和o,p’-DDT分别占DDTs总量的比例随时间增加明显降低,p,p’-DDE则大幅增加。在尾气中,DDTs在600℃时的配比随停留时间的增加无明显变化,DDT为主要尾气残留物质,900℃时DDTs在尾气中配比变化混乱,1 200℃时,p,p’-DDE的比例随停留时间的增长迅速增加,并成为尾气中的主要DDTs残留物质。     

农药污染土壤中DDTs的电动力学迁移去除特性

为研究土壤中DDTs(滴滴涕)的电动迁移去除特性,以重庆市某废弃DDTs生产企业污染土壤为研究对象,采用GC-ECD分析了该土壤中DDTs的质量分数、电动迁移效果、电动去除率及试验过程中土壤理化性质改变等.结果表明:该污染场地土壤中w(p,p′-DDT)最高,w(o,p′-DDE)和w(p,p′-DDD)次之,三者分别占w(DDTs)的53.02%、23.46%和12.77%;DDTs迁移效果在192 h时基本稳定,并在3 V/cm电压梯度时迁移效果最佳,其中DDT和DDD向阳极迁移而DDE向阴极迁移,o,p′-DDE富集量最大,其c/c₀〔标准化浓度,c₀、c分别为电动试验前、后污染土壤中w(DDTs)〕为4.70;DDTs去除率在电动时间为192 h、电压梯度为3 V/cm时达到相对稳定,其中p,p′-DDT去除率较高,为49.7%;阴极土壤pH随电动试验时间的增加而增大,其最大值为11.63,阳极土壤表现相反,其最小值为-1.71;电流和土壤温度随电动试验时间的增加呈先增后减的趋势,其峰值均出现在第8小时.研究显示,不同DDTs异构体在电动力学作用下的迁移去除效果存在差异,并且电动过程会引起土壤理化性质改变.      

山东烟台市土壤中有机氯农药的残留及来源研究

烟台市表层土壤中DDTs(滴滴涕)、HCHs(六六六)有不同程度的检出,DDTs检出率34.59%,p,p′-DDE是主要残留物;HCHs检出率2%,δ-HCH含量最高。总体而言,HCHs残留量低于其它一些国家或地区,而DDTs残留量偏高。通过对α-HCH/γ-HCH、p,p′-DDD/p,p′-DDE和(p,p′-DDE+p,p′-DDD)/p,p′-DDT比值变化特征的研究,表明烟台市土地利用较多处于好氧环境中,大部分地段HCHs、DDTs农药使用时间较长,但局部土壤可能存在DDTs新的污染源,并对土壤质量产生较大影响,个别采样点有林丹被使用的可能性。分析认为,烟台市土壤中HCHs风险较低,但局部土壤DDTs仍有一定风险。     

西安城区大气有机氯农药的污染特征及来源分析

采用大流量主动采样器于2008年7—10月对西安城区大气进行采集,共获得颗粒态和气态样品24个,并对其中含有的17种有机氯农药(OCPs)进行了分析.结果表明:西安城区大气中ρ(α-硫丹)和ρ(β-硫丹)最高,分别为260.7和212.0pg m3,ρ(DDTs)(DDTs=o,p′-DDD+o,p′-DDT+o,p′-DDE+p,p′-DDD+p,p′-DDT+p,p′-DDE)为167.4pgm3,ρ(HCHs)(HCHs=α-HCH+β-HCH+γ-HCH)为199.3pgm3,ρ(trans-氯丹)和ρ(cis-氯丹)分别为104.0和97.3pgm3,ρ(六氯苯)为74.9pgm3,且都主要分布在气相中.来源分析表明,西安大气中DDTs受三氯杀螨醇的影响显著,而HCHs则主要来源于林丹的使用残留.α-HCH,HCB,p,p′-DDE及p,p′-DDT主要受污染物长距离传输影响,而γ-HCH,trans-氯丹,cis-氯丹,α-硫丹和β-硫丹主要受采样点周边地表挥发的影响.     

长江武汉段水体悬浮物中有机氯农药的残留状况

以α-HCH,β-HCH,γ-HCH,δ-HCH,p,p′-DDE,p,p′-DDD,o,p′-DDT,p,p′-DDT和HCB等9种有机氯农药为目标污染物,采用索氏提取和气相色谱法,对长江武汉段水体悬浮物中有机氯农药的残留进行调查分析。调查发现,在长江武汉段水体悬浮物中,六氯苯(HCB)、六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)类有机氯农药均被检出,其中六氯苯(HCB)在表层沉积物中的残留量(质量分数)为0 37～9 06ng g,平均为2 89ng g;六六六类农药在悬浮物中的残留量(质量分数)为0 23～1 90ng g,平均为0 76ng g;滴滴涕类在悬浮物中的残留量(质量分数)为0 18～4 67ng g,平均为1 31ng g。在长江武汉段水体悬浮物中,HCB,p,p′-DDE和γ-HCH的被检出率和残留量均最高,为主要污染物。      

沉积物中有机氯农药超声提取分析方法研究

应用超声提取沉积物中的有机氯农药(OCPs),GC-ECD进行定量分析. 研究了不同提取溶剂、提取时间、提取次数以及不同极性的毛细管色谱柱对沉积物中11种OCPs(六氯苯,α-HCH,γ-HCH,七氯,艾氏剂,δ-HCH,β-HCH,p,p′-DDE,o,p′-DDT,p,p′-DDD和p,p′-DDT)提取效率的影响,确定了沉积物中OCPs超声提取的最优条件:用正己烷/二氯甲烷(体积比为1∶1)作提取溶剂,提取60 min,提取1次,采用DB-1701毛细管色谱柱,GC-ECD定量测定可以得到较好的效果,提取效率均高于70%,满足美国环境保护局(USEPA)的要求. 利用最优条件分析了辽东湾沉积物中的OCPs含量. 结果表明,辽东湾沉积物中六氯苯,α-HCH,γ-HCH,七氯,δ-HCH,β-HCH,p,p′-DDE,o,p′-DDT,p,p′-DDD和p,p′-DDT均被检出;DDTs类以p,p′-DDT含量最高,且以DDE为主要的降解产物;HCHs以δ-HCH含量最高. 与其他湖泊河流沉积物相比,辽东湾HCHs,DDTs及六氯苯含量相对较高.      

城区大气颗粒物中有机氯农药的含量与分布

采用FA-3型气溶胶粒度分布采样器采样,对北京和天津2个样点夏季大气中不同粒径颗粒物上有机氯农药残留量进行分析.在所有分级样品中均检测出δ-HCH,p,p'-DDD和p,p'-DDT,其他有机氯农药只在部分样品中被检出.北京样中HCHs(α-HCH+β-HCH+γ-HCH+δ-HCH)含量为0.240ng/m3,DDTs(p,p'-DDT+p,p'-DDD+p,p'-DDE)含量为0.962ng/m3,天津样品中HCHs含量为0.581 ng/m3,DDTs含量为1.874ng/m3.天津样中有机氯农药残留明显高于北京样.大气颗粒物上的有机氯农药粒径分布特征为:北京样中HCHs和DDTs含量随粒径均呈单峰分布,而天津样中HCHs呈三峰态分布,DDTs呈较弱的单峰态分布.HCHs和DDTs两类化合物的质量中值直径和分散度分别在2.1～2.5μm和3.1～3.7μm范围内.      

福州城郊冬夏两季大气中HCHs和DDTs分布特征

2010年冬、夏两季,利用大流量采样器采集了福州市大气样品,并用气相色谱-电子捕获检测器(GC-mECD)分析其中六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)残留水平、分布特征及来源.结果表明,大气ΣHCHs浓度范围为28.04~413.0 pg/m3,总体而言,城区高于郊区,夏季高于冬季,气相高于颗粒相;气相中HCHs浓度夏季高于冬季,颗粒相中则相反;夏季气相中HCHs浓度显著高于颗粒相,而冬季气相与颗粒相中HCHs浓度基本相当.4种HCHs异构体中,气相与颗粒相中均是δ-HCH相对含量最高.大气ΣDDTs浓度范围为146.5~897.8 pg/m3,总体而言,郊区高于城区,冬季高于夏季,颗粒相高于气相;气相中DDTs浓度夏季高于冬季,颗粒相中则相反;冬季颗粒相中DDTs浓度显著高于气相,而夏季颗粒相与气相中DDTs浓度无显著差异.4种DDTs异构体/同系物中,气相中o,p′-DDT的相对含量最高,颗粒相中o,p′-DDT和p,p′-DDT相对含量较高.来源解析表明,福州城郊大气中HCHs非历史污染,存在林丹的使用或输入;大气中可能存在DDTs输入,并可能有大量三氯杀螨醇的输入.