表面活性剂强化甲基营养型芽孢杆菌修复柴油污染土壤

使用吐温80(Tween80)、鼠里糖脂(RL)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十二烷基苯硫酸钠(SDS)强化甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)修复柴油污染土壤,研究了表面活性剂对甲基营养型芽孢杆菌的影响。结果表明:甲基营养型芽孢杆菌可以较好地降解柴油,但由于土壤的吸附,土壤中柴油的修复效率较低,仅为22.68%;因此,需要使用表面活性剂进行强化。浓度为3 000 mg·L~(-1)的SDBS和SDS、2 000 mg·L~(-1)的Tween80、500 mg·L~(-1)的RL具有较好的洗脱效果。微生物毒性实验表明,Tween80和RL对甲基营养型芽孢杆菌具有促进作用,可以用于强化修复柴油污染土壤。2 000 mg·L~(-1)Tween80强化甲基营养型芽孢杆菌修复柴油土壤的修复效果(46.11%)优于500 mg·L~(-1)RL的修复效果(45.32%),同时具有较好的经济性,具有较好的应用前景。     

Pseudomonas sp. BS-1发酵产物对土壤中钍的淋洗作用

从焦化废水污泥中筛选出一株产生物表面活性剂的菌株,将其命名为BS-1,16SrDNA系统发育学分析确定其属于假单胞菌属(Pesudomonas sp.)。该菌株发酵产物初步鉴定为鼠李糖脂,在其临界胶束浓度为0.56g·L~(-1)时,可将水溶液的表面张力从76.8mN·m~(-1)降至38.5mN·m~(-1)。将菌株发酵产物溶液作为淋洗剂,采用浸提和土柱淋洗的方法研究了BS-1发酵产物对污染土壤中钍的去除效果,结果表明:当pH为10,浓度为3 g·L~(-1),振荡时间为72h时,钍的去除率可达70.14%;在柱状动态实验中,当淋洗量达到800mL时,发酵产物溶液对钍的累积去除量最大为65.03 mg·kg~(-1),发酵产物溶液对钍的累积去除量明显优于去离子水。对比淋洗后土壤中钍的形态占比可知,残渣态增加10.16%,氧化结合态减少了11.41%。对比淋洗前后土壤中钍的形态含量可知,酸可提取态、氧化结合态、有机结合态分别减少了83.25%、75.22%、60.70%。淋洗后钍的稳定性增强。     

4种表面活性剂及其混合物对p,p'-DDT污染土壤洗脱效果

为了研究表面活性剂对p,p'-DDT污染土壤的淋洗效果,选取了4种阴、非离子表面活性剂,对人工p,p'-DDT污染土壤进行单一和复配洗脱实验。结果表明,对于人工p,p'-DDT污染土壤,阴离子表面活性剂洗脱效果优于非离子表面活性剂,其中阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和鼠李糖脂(RL)的洗脱效果较好,添加量为15 000 mg·L~(-1)时洗脱率分别达到44.5%和36.5%,均优于非离子表面活性剂吐温80(TW80)(30.4%)和曲拉通100(TR100)(20.3%);研究还表明非离子表面活性剂在添加量达到10 000 mg·L~(-1)后,继续增加表面活性剂浓度,洗脱效果提升不明显。混合表面活性剂体系中,总添加量为10 000 mg·L~(-1)时,SDS-TW80混合体系对p,p'-DDT的洗脱率为42%,高于SDS-TR100(34.9%)、RLTW80(33.4%)和RL-TR100(37.4%),表面活性剂混合体系对于p,p'-DDT的淋洗有明显的协同作用。     

应用表面活性剂-生物柴油微乳液去除污染土壤中多环芳烃

针对修复焦化厂高浓度多环芳烃污染土壤高成本的现实,采用以非食用性植物油、生物柴油、表面活性剂及其乳化合成的微乳液为淋洗剂,比较不同淋洗剂的淋洗效果。结果表明乳化合成的微乳液对焦化厂土壤中多环芳烃的总去除率高于单独使用表面活性剂为淋洗剂对土壤中多环芳烃的总去除率,说明生物柴油及植物油与表面活性剂乳化形成的微乳液对原污染土壤中的多环芳烃具有显著的增溶作用。1%TW-80和2.5%TW-80对土壤中多环芳烃总去除率分别为11%和14%;以2.5%TW-80为原料乳化合成的微乳液的淋洗去除率较以1%TW-80为原料乳化合成的微乳液高,总去除率分别为15%～30%和11%～18%;以生物柴油为原料乳化合成的微乳液的淋洗去除率较以植物油为原料乳化合成的微乳液高,分别为17%～30%和15%～23%,且对多环芳烃的去除率与其辛醇水分配系数(logKow)呈线性相关关系。     

表面活性剂淋滤对土壤中邻苯二甲酸酯纵向迁移的影响

以无表面活性剂的去离子水为对照、设置1倍(1 CMC)和2倍临界胶束浓度(2 CMC)浓度,研究了单一和混合表面活性剂,包括十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和曲拉通X-100(TX-100)对人工污染土壤中邻苯二甲酸酯(PAEs)纵向迁移的影响,土柱中上层为PAEs污染土(3 cm),下层为清洁土(20 cm)。CTAB和SDBS在2 CMC时、TX-100为1 CMC时可增强污染土中PAEs的纵向迁移,其中DMP和DEP有无表面活性剂均可发生迁移,在相同表面活性剂条件下,延长老化时间对污染土中PAEs的迁移产生一定的影响。CTAB和SDBS在2 CMC时,清洁土中PAEs总含量较低,但TX-100在1 CMC时较低。清洁土中PAEs总含量均随土层深度的增加而降低。当老化时间较短时,土壤有机质对PAEs在清洁土柱的迁移影响较小,老化时间的延长对清洁土中的PAEs迁移影响较大。3种表面活性剂均可有效促进清洁土中DMP和DEP的迁移,CTAB和SDBS在2 CMC、TX-100在1 CMC时可促进DNBP和BBP的迁移,但3种表面活性剂对清洁土中DNOP迁移的影响较小。与单一表面活性剂相比,混合表面活性剂有助于污染土中PAEs的迁移,且随着浓度的升高,清洁土中PAEs的含量呈现降低的趋势。就整个土柱而言,单一表面活性剂CTAB和SDBS在较高浓度时、TX-100较低的浓度时对PAEs的淋滤效果更好;在较短老化时间下,土壤有机质含量的高低对淋滤率没有显著影响;老化时间延长有效降低了淋滤率;而混合表面活性剂的淋滤率有明显提高,更有助于PAEs的迁移。     

表面活性剂对黄土中石油污染物的解吸影响研究

研究了用表面活性剂去除黄土中柴油类污染物。选用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠 (LAS和SDS)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB)对污染的土壤进行解吸实验 ,表明阴离子表面活性剂浓度从 0 .1%增加到 1.0 %时 ,其柴油的去除率可达 2 0 % ,而阳离子表面活性剂去除作用不甚明显。利用摩尔增溶比MSR值求得LAS和SDS的logKm 值为 4.5 5 2和 3 .63 0 ,这和理论的计算值很接近     

表面活性剂对Cd2+在沉积物上吸附行为的影响

以Cd2+为重金属代表,阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶(CPC)、非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚(TX-100)为表面活性剂代表,用实验模拟法研究了3种类型的表面活性剂对Cd2+在沉积物上吸附行为的影响.结果表明,不同种类的表面活性剂对Cd2+在沉积物上的吸附影响不同,SDBS对Cd2+的吸附影响可分为2个阶段,当SDBS初始质量浓度从0 mg/L增加到2 600 mg/L,Cd2+的吸附量从1.52 mg/g增至1.88 mg/g,增加了23.7%,随着SDBS初始浓度继续增加,Cd2+的吸附量开始下降,当SDBS初始质量浓度增至16 000 mg/L,Cd2+的吸附量降低至0.34 mg/g;CPC主要通过在溶液中电离出CP+,CP+与Cd2+竞争沉积物表面的吸附位从而抑制Cd2+的吸附,当CPC初始质量浓度从0 mg/L增加至16 000 mg/L,Cd2+的吸附量从1.50 mg/g降低至0.52 mg/g;TX-100能轻微抑制Cd2+在沉积物上的吸附,当TX-100初始质量浓度从0 mg/L增加到16 000 mg/L时,Cd2+吸附量从1.52 mg/g减少至1.35 mg/g.     

表面活性剂对黄土中石油污染物的解吸影响研究

研究了用表面活性剂去除黄土中柴油类污染物。选用阴离子活性剂十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠（LAS和SDS）和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对污染的土壤进行解吸实验，表明阴离子表面活性剂浓度从0.1%增加到1.0%时，其柴油的去除率可达20％，而阳离子表面活性剂去除作用不甚明显。利用摩尔增溶比MSR值求得LAS和SDS的logKm值为4.552和3.630，这和理论的计算值很接近。     

表面活性剂对焦化污染土壤中多环芳烃淋洗修复研究

异位土壤淋洗是一种高效修复污染土壤技术。以孝义市某焦化厂污染土壤为研究对象,采用批处理实验,探究表面活性剂曲拉通-100(TX-100)、吐温80(TW80)、烷基糖苷(APG)作为淋洗剂对土壤中16种多环芳烃(PAHs)的淋洗效果,并以TW80为代表,考察了淋洗剂浓度、淋洗时间、pH以及淋洗方式对污染土壤中PAHs的去除效果。结果表明,TW80、TX-100和APG对土壤中16种PAHs的总去除率分别为25.67%、18.89%和16.77%。TW80作为淋洗剂,3环PAHs的去除率低于高环(3环)PAHs,主要与焦化污染土壤中以3环PAHs为主有关;高环PAHs随着环数的增加,去除率降低。焦化污染土壤中PAHs的去除在240min达到平衡;大部分PAHs去除率随TW80浓度的增加而增大;pH可不作调整;在TW80用量相同情况下,建议采用单次淋洗。     

吐温80对柴油污染老化土壤的洗脱特征及影响

研究了柴油污染土壤的老化特性及吐温80(Tween 80)修复柴油污染老化土壤的效率和对总油中含有不同基团物质的洗脱特性,进行了一系列不同浓度的Tween 80洗脱柴油污染老化土壤实验,并使用红外分光光度法对洗脱后的土壤和残留液中的总油及各基团浓度进行测定。结果表明,经过1年时间的老化,约53%的柴油从土壤中挥发,土壤中残留的总油中约40.55%为稳定吸附态。随着洗脱液中Tween 80浓度的提高,老化土壤中总油量不断减少,但当Tween 80浓度超过3 000 mg·L~(-1)时土壤中总油含量的减少速率和Tween 80的增溶效率的增加速率显著降低,因此3 000 mg·L~(-1)浓度的Tween 80作为洗脱液性价比最高,其对吸附态总油的洗脱率为20.30%,对老化土中总油的洗脱率为67.68%。Tween 80溶液洗脱石油污染老化土时,对含烷烃(CH3)基团和含烯烃(CH2)基团的物质洗脱效率较高,而对于含芳烃(CH)基团的物质洗脱效率相对较低。     

表面活性剂洗脱/类Fenton氧化对六氯苯污染黑土的处理

以人工模拟六氯苯污染黑土土壤为对象,利用表面活性剂洗脱法和类Fenton试剂氧化法研究了土壤中六氯苯的去除效果及影响因素。结果表明,3种表面活性剂对黑土土壤中的六氯苯均有一定的洗脱效果,5.0 g·L~(-1)的Tween80、Triton X-100和SDBS对六氯苯的洗脱率分别为75.26%、67.39%和50.18%。利用类Fenton试剂对土壤洗脱液中的六氯苯进行氧化处理,其催化剂类型及浓度、氧化剂的浓度及添加方式、温度、反应时间及pH值等因素均对洗脱效果产生不同程度的影响,当Fe2(SO4)3浓度为0.08 mol·L~(-1),H_2O_2添加量为0.5 mol·L~(-1),温度为30℃,pH值为5.0,反应时间为60 min时,类Fenton试剂可氧化去除土壤洗脱液中80%左右的六氯苯。在该处理条件下,土壤洗脱液中COD的去除率可达到80%左右,洗脱液的水质及其可生化性得到了明显的改善。     

两种生物表面活性剂对污染塿土中苯酚的淋洗修复研究

为探讨两种生物表面活性剂皂苷和鼠李糖脂对污染塿土中苯酚的淋洗修复机制,采用批次试验方法,初步探究了塿土对苯酚及两种生物表面活性剂的吸附特征、两种生物表面活性剂在不同淋洗条件(生物表面活性剂浓度、时间、温度)下对塿土中苯酚的淋洗效果。结果表明:(1)塿土对苯酚的吸附量较低,吸附等温线符合Langmuir等温方程;(2)在较低浓度范围,塿土对皂苷和鼠李糖脂的吸附属于单分子层物理吸附,能较好地用Langmuir等温方程拟合;(3)塿土对鼠李糖脂的吸附与其对苯酚的吸附在相同的数量级,在研究鼠李糖脂对塿土中苯酚的淋洗时应予以考虑,塿土对皂苷的吸附与其对苯酚的吸附相比可以忽略;(4)室温(25℃)下,塿土对皂苷和鼠李糖脂两种生物表面活性剂的吸附量最小;(5)两种生物表面活性剂对塿土中苯酚的最佳淋洗条件为:淋洗时间8h,温度25℃,皂苷和鼠李糖脂的质量浓度分别为0.5、0.6g/L;对于轻度污染塿土,两者对苯酚的淋洗率均可达到100.00%,而对中度和重度污染塿土修复效果相对不佳。     

有机酸土柱淋洗法修复重金属污染土壤

通过室内模拟实验,采用土柱淋洗方法,研究草酸、柠檬酸、乙酸和酒石酸溶液对某电镀厂附近土壤中重金属的去除效果。探讨了淋洗剂浓度、淋洗次数和淋洗时间等对淋洗效果的影响,研究草酸淋洗前后土壤中重金属形态的变化。结果表明,淋洗过程中铬的去除效果明显滞后于铜、锌和镍3种重金属离子。1 mol/L的草酸在土水比为1∶1,淋洗5h,淋洗4次的条件下可以达到最佳淋洗效果,Cu、Zn、Ni和Cr的去除率分别是99.6%、66.98%、88.7%和18.23%。     

天然有机酸和DTPA组合工艺对Cr(Ⅵ)污染土壤的淋洗修复

针对重庆市某工业废弃地Cr(Ⅵ)污染土壤,分别采用不同浓度草酸、柠檬酸、乙酸组合二乙基三胺五乙酸(DTPA)对其进行淋洗处理,结合XRD和SEM-EDS电镜扫描分析,探究组合淋洗剂对土壤Cr(Ⅵ)残留量和淋洗机理的影响。结果表明:有机酸单一淋洗优劣顺序为草酸柠檬酸乙酸(P0.05),DTPA在5 g·L~(-1)时达到最大淋洗量;组合淋洗顺序对Cr(Ⅵ)去除率具有显著影响(P0.05),5 g·L~(-1) DTPA与0.2 mol·L~(-1)草酸顺序淋洗在液固比10∶1、淋洗60 min时效果最佳,粒级2 mm和粒级2 mm土壤Cr(Ⅵ)残留含量分别为35.42和45.57 mg·kg~(-1),去除率达到89.20%和86.99%。ExpDec1、Elovich和双常数模型均适用于Cr(Ⅵ)淋洗动力学过程(R20.98)。经组合淋洗后,土壤表面Cr元素含量减少,且未检出Cr(Ⅵ)化合物,矿物学形态变化明显。草酸和DTPA组合顺序淋洗可作为较好的复配淋洗剂,该研究结果可为异位淋洗修复Cr(Ⅵ)污染土壤的实际应用提供参考。     

有机酸对成都平原镉污染土壤的淋洗效果

以成都平原某化工厂附近受Cd污染的2种土壤为对象,采用振荡淋洗技术,研究了有机酸在不同浓度、固液比、振荡时间和复合淋洗条件下对重金属Cd的去除效果。实验结果表明:柠檬酸和酒石酸对Cd含量为22.78 mg·kg~(-1)的SLT-01土壤具有更好的去除效果,分别达到73%和62%,而乙酸和草酸的去除能力较低;随着固液比的降低,有机酸对Cd的去除率逐步提高;随着时间的增加,Cd的去除率波动增加;柠檬酸和酒石酸复合淋洗并没有提高Cd的去除率;振荡淋洗前后土壤结构未发生明显变化。综合考虑土壤中Cd的去除效果和成本,选择柠檬酸作为最佳淋洗剂;最佳实验条件:溶液浓度为0.10 mol·L~(-1),固液比为1∶20,淋洗时间为8 h。     

胶束强化超滤去除水中双酚A

采用截留分子量(MWCO)为5000 Dalton、1000 Dalton的聚砜超滤膜,MWCO为1 kDa的再生纤维素超滤膜;采用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、曲拉通100(TritonX-100)、吐温80(Tween-80)、烷基多苷(APG)为表面活性剂,用胶团强化超滤工艺去除水中双酚A。研究了不同材质和截留分子量的超滤膜、表面活性剂浓度、膜操作压力、溶液pH和溶液中电解质等因素对该工艺的影响。结果表明,SDBS对双酚A有较好的去除效果,去除率在80%以上。在H+和Na+存在的条件下,双酚A的截留率增加,透过液中SDBS浓度降低。SDBS与非离子表面活性剂的复配可以提高双酚A截留率,降低透过液中SDBS的浓度,复配效果优劣顺序为Tween-80TritonX-100APG。     

改性烟草秸秆对水中刚果红的吸附和解吸

以改性烟草秸秆(AD-MTS)为吸附剂,研究其投加量和溶液pH对水中刚果红去除效果的影响,并探讨了不同解吸条件对AD-MTS解吸效果的影响以及AD-MTS再生的可行性。结果表明,AD-MTS对溶液中刚果红具有良好的去除效果,0.02 g AD-MTS对25 m L浓度为100 mg·L~(-1)刚果红的去除率达99.44%,且在酸性溶液中有利于AD-MTS对刚果红的去除。Na OH能实现刚果红的有效解吸,以0.05 mol·L~(-1)Na OH为解吸剂,在常温下解吸30 min,对吸附刚果红饱和的AD-MTS的解吸率达72.15%,在此解吸条件下,对AD-MTS进行3次吸附-解吸实验,表明Na OH溶液可以实现AD-MTS多次再生利用。     

重金属-多氯联苯复合污染土壤同步洗脱

电子垃圾拆解区土壤具有重金属与有机物复合污染的特性,尤其以Cu、Pb、Cd和多氯联苯(PCBs)的复合污染较为突出。为了同步脱除土壤中重金属与PCBs,选用增溶物质:Tween 80、TX-100、SDBS、β-环糊精与螯合剂柠檬酸依次组合进行复合污染土壤淋洗实验,应用批量平衡震荡法研究它们对重金属(Cu、Pb、Cd)与PCBs(Aroclor 1254)的洗脱效果。通过比较洗脱效果、环境友好性等方面,得出非离子表面活性剂Tween 80与天然螯合剂柠檬酸2种淋洗剂复合最佳;进一步研究两者的淋洗先后顺序、浓度配比、洗脱时间及淋洗剂p H对污染土壤洗脱效果的影响,结果表明,在Tween 80和柠檬酸均为10 g/L、p H=6、淋洗时间12 h时淋洗效果达到最佳,对Cu、Pb、Cd及PCBs的洗脱率分别达到98.77%、55.92%、66.82%和58.01%。因此,利用Tween80和柠檬酸组合可同时有效去除土壤重金属和PCBs,是复合污染土壤淋洗修复的有效淋洗剂。     

糖脂类生物表面活性剂去除污染含水层中石油烃的研究

研究了糖脂类生物表面活性剂对石油烃的增溶,并将其用于污染含水层中石油烃的去除。结果表明:石油烃溶解度随着糖脂类生物表面活性剂浓度的增大而增大,糖脂类生物表面活性剂质量浓度为1 200mg/L时,石油烃溶解度达10 077.7mg/L;界面张力随着糖脂类生物表面活性剂浓度的增加而减小,糖脂类生物表面活性剂质量浓度为1mg/L时,界面张力为34.3mN/m,糖脂类生物表面活性剂质量浓度为800mg/L时,界面张力为5.2 mN/m。采用糖脂类生物表面活性剂对污染含水层进行清洗处理,在固液比(质量体积比)为1g∶2mL的体系中,糖脂类生物表面活性剂质量浓度为3 000mg/L,120r/min、10℃下振荡12h,石油烃去除率达70.82%。污染含水层柱冲洗结果表明,糖脂类生物表面活性剂质量浓度分别为1 200、3 000mg/L时,10倍孔隙体积的表面活性剂冲洗后,分别从污染砂样中去除41.81%和63.30%的石油烃。     

改性硅酸钙对Cd2+的吸附性能及其对Cd污染土壤的修复潜力

通过吸附-解吸实验和土柱淋溶实验,研究了改性硅酸钙对镉(Cd~(2+))的吸附性能及对Cd污染土壤的钝化效果。结果表明,改性硅酸钙对Cd~(2+)有较强的吸附能力,其吸附平衡时间在60 min左右,对溶液pH有较宽的适应范围,且当pH呈中性时,对Cd~(2+)的吸附效果最好。由Langmuir模型拟合结果可知,改性硅酸钙对Cd~(2+)的饱和吸附容量可达441.55 mg·g-1。改性硅酸钙对Cd~(2+)有较好的吸附稳定性,适合用于Cd污染土壤的修复。土柱淋溶实验表明,改性硅酸钙对Cd污染土壤的钝化效果明显,不仅降低淋溶液Cd~(2+)含量,使淋溶液Cd~(2+)累积量显著降低47.01%,还使土壤CaCl2-Cd浓度显著降低94.4%,并促使土壤易溶态Cd向难溶态Cd转变。