电阻加热修复佳乐麝香污染土壤的工艺优化

佳乐麝香(Galaxolide,HHCB)是土壤中的一种新兴的半挥发性有机污染物,具有较高的毒性,需修复治理.电阻加热技术(electrical resistance heating,ERH)因加热均匀、效果好,逐渐被应用于有机污染土壤修复工程.采用自主研制的电阻加热装置,研究了加热过程中电场强度、土壤含水率和土壤粒径...     

土壤电阻加热技术原位修复有机污染土壤的关键问题与展望

为解决我国近年来重污染企业搬迁遗留的有机污染土壤问题,土壤电阻加热修复技术(electrical resistance heating,ERH)等热处置技术日益受到重视。ERH是目前修复挥发性、半挥发性有机污染土壤最具有潜力的原位热修复技术之一,其污染物去除率及土壤性质变化是用以评估该土壤修复技术的核心指标。在查阅文献的基础上,系统分析了热处置及电阻加热技术相关原理与适用范围,并对ERH处置过程中土壤性质可能发生的变化进行了深入讨论,以期为我国有机污染土壤原位热修复技术的推广和应用提供参考。     

热强化气相抽提法修复半挥发性石油烃污染土壤的影响因素

热强化气相抽提技术(T-SVE)在修复半挥发性石油烃污染土壤方面极具应用潜力。本文基于实验室模拟T-SVE装置,研究了加热温度及土壤含水量、有机质对4种半挥发性石油烃(正十三烷、正十四烷、正十五烷和正十六烷)去除效率的影响,并对石油烃去除动力学进行了拟合。结果表明,温度决定性地影响了石油烃污染土壤的修复效率,污染土壤残留率与加热温度基本呈反比。石油烃去除过程符合Elovich和Freundlich热脱附动力学方程。加热温度为140℃时,土壤含水量(5%~30%)的增加降低了石油烃去除效率;当温度上升到180℃,石油烃去除率在土壤含水量5%~20%时也表现出降低趋势,但在土壤含水量为30%时反而达到最高值。土壤有机质含量增加明显降低了石油烃去除率,尤其对于辛醇-水分配系数值高的石油烃;当加热温度从140℃升高到220℃,土壤有机质对石油烃污染去除的限制明显降低。实验获得结果可为T-SVE技术修复石油烃污染的工程设计提供参考。     

原位热修复过程中土壤内热质传递研究现状与展望

近年来,原位热修复技术因其具有修复周期短、可靠性高、适用性强、二次污染可控等优点,已被广泛应用于有机污染地块修复领域.概述了国内外原位热修复技术研究进展,对比了蒸汽强化抽提技术(SEE)、电阻加热技术(ERH)和热传导加热技术(TCH)3种典型原位热修复技术的优缺点和适用条件,并分析了污染物性质、土壤非均质性、含水率及...     

射频加热强化土壤气相抽提技术的应用

热强化土壤气相抽提技术是一种高效的土壤治理技术,广泛应用于包气带土壤中挥发性有机污染物的去除。在天津某有机污染场地开展射频加热强化土壤气提技术应用研究,研究了射频阳极连接方式对场地加热效果的影响,并考察了该技术对实验场地的实际修复效果。结果表明,射频阳极采用并联方式连接对场地的加热效果较好,加热10 d后,场地温度升高约40℃;随着SVE系统工作时间的延长,场地温度逐渐下降,土壤气中TVOCs的浓度逐渐下降;经过约2个月的修复,中浅层土壤中污染物的总去除率约90%,氯仿去除率达95%,深层土壤中的污染物去除率约64%。     

土壤气相抽提法去除红壤中挥发性有机污染物的影响因素研究

土壤气相抽提技术(SVE)是一种安全、经济、高效的土壤治理技术,广泛应用于不饱和土壤中挥发性有机污染物的去除.本实验以我国南方典型土壤红壤(粘性较大的土壤)为实验土样,选用最常见的挥发性有机物苯作为污染物,采用一维土柱通风模拟SVE过程,研究了通风流量、土壤含水率以及间歇操作对苯污染红壤去污过程的影响.结果表明,在各土柱垂向气相中苯浓度变化趋势一致,通风初期浓度迅速降低后进入长时间的拖尾阶段,拖尾阶段初期进行间歇操作可降低能耗达到较经济的治理效果.通风流量与土壤含水率是影响净化时间和修复效果的重要因素,两者均存在最佳值.当通风流量为600 mL/min,含水率为17.2%时本实验净化时间降低为36 h,去除率为99.9%,达到了最佳的治理效果.     

PAHs污染土壤的热修复可行性

以某煤制气厂污染场地中16种US EPA优先控制多环芳烃(Σ16 PAHs)为目标污染物进行了热修复批量实验和可行性实验。热修复批量实验结果表明,当热修复温度为400℃、加热时间为8 h时,土壤中的Σ16 PAHs去除率达99.9%。热修复可行性实验选择重污染、中污染和轻污染土壤以400℃作为目标温度,恒温72 h进行实验。热修复前后不同程度污染土壤的Σ16 PAHs的总去除率均可达到99.9%,但重污染土壤浓度非常高,部分苯并类物质未达到修复目标值,需进一步延长加热时间或提高加热温度保证达到修复目标值。土壤土工参数影响分析结果表明,热修复后土壤颗粒粒径呈增大趋势,土壤稳定性、抗压强度均增强。此外,土壤中可溶性盐含量增多,盐渍化程度增大。     

土壤中苯并[a]芘和二苯并[a，h]蒽的快速测定及其降解特性研究

建立了加速溶剂萃取-高效液相色谱-二极管阵列检测(ASE-HPLC-PAD)快速测定土壤中苯并[a]芘(BaP)和二苯并[a.h]葸(DBA)的方法.通过提取剂、提取方法的优化,检测波长(BaP、DBA的λmax分别为294.6、295.8 nm)的选择,减少了干扰物的影响,提高了检测灵敏度.土壤中添加BaP、DBA的质量浓度均为0.02～0.50 mg/kg时,其平均回收率均为77.26%～109.56%,相对标准偏差为0.60%～2.74%;土壤中BaP、DBA的最小检测质量浓度分别为2.15、1.10μg/kg.将ASE-HPLC-PAD方法应用于污染场地土壤中BaP与DBA的测定及其降解特性研究表明,BaP与DBA的降解半衰期分别达210、693 d.     

化学氧化法治理焦化厂PAHs污染土壤

针对焦化类工业场地多环芳烃(PAHs)污染土壤治理问题,选取北京某焦化厂PAHs污染土壤,对其进行化学氧化修复治理的室内模拟研究,实验采用高锰酸钾、Fenton试剂、双氧水和过硫酸钠4种氧化剂,测试了氧化剂的土壤氧化剂需求量(SOD),分析了4种氧化剂对15种PAHs的氧化效果以及反应过程中土壤总PAHs浓度和土壤有机质含量(SOM)随反应时间的变化。结果表明,北京某焦化厂PAHs污染土壤过硫酸钠SOD低于高锰酸钾SOD;Fenton试剂和双氧水对PAHs的总去除率分别为59.53%和62.72%,且对三环PAHs的去除率较好,高锰酸钾对PAHs的总去除率为59.24%,对蒽和苯并(a)芘的去除效果较好,活化过硫酸钠对PAHs的总去除率为68.87%;土壤有机质可通过对PAHs的吸附影响氧化剂的处理效果。     

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。     

热解吸对土壤中POPs农药的去除及土壤理化性质的影响

为探索土壤热解吸修复技术对POPs污染土壤的修复效果及修复后土壤可耕作性,选择北京某农药厂旧址的POPs农药污染土壤,研究了不同温度下热解吸处理后土壤中滴滴涕(DDTs)和六六六(HCHs)各组分的去除率以及土壤理化性质的变化。结果表明,热解吸修复技术可有效去除土壤中POPs农药,其中,p,p’-DDE与α-HCH组分去除率受热解吸温度的影响比其他组分更为明显。∑HCH与∑DDT在310℃、340℃时分别达到97%、99%的去除率,且此时土壤中的污染物含量低于我国《展览会用地土壤环境质量评价标准》,此后去除率受温度的影响不明显。热解吸温度对修复后土壤的理化性质有一定的影响,不同温度影响的程度各不相同,其中,有机质含量与全氮含量分别由0.78%、0.0352%降至0.14%、0.0107%;pH波动幅度较小,由7.80变至8.25;阳离子交换量变化存在波动,但呈整体下降趋势,由7.87 mg/kg降至5.00mg/kg;土壤中速效磷显著增加,由7.59 mg/kg升至21.8 mg/kg。而在最优温度条件下,土壤理化性质受热解吸温度的影响较小。由此可以说明,热解吸技术可以用于POPs污染土壤的修复,选择适当的热解吸温度对土壤的可耕作性影响有限,因而是一种潜在的绿色修复技术。     

Fenton氧化技术修复六氯环己烷污染土壤特性研究

为研究六氯环己烷(HCHs)在污染土壤中的Fenton氧化特性及其影响因素,以中国西南地区已停产的某HCHs生产企业厂区的污染土壤为研究对象,分析Fenton氧化作用下Fenton氧化时间、催化剂种类、催化剂投加量和H_2O_2投加量等因素对HCHs去除率的影响。结果表明:(1)延长Fenton氧化时间可以促进HCHs的去除,其去除率在100min后达到稳定;Fe~(2+)的催化效率优于Fe~(3+)和Fe~0,最佳催化剂为FeSO_4·7H_2O晶体;催化剂投加量最佳为5%(质量分数);较高投加量的H_2O_2有利于产生更多的HO·,H_2O_2投加量最佳为20g/mL。(2)Fenton氧化对HCHs的去除机制具有一致性,但不同HCHs异构体的去除率存在差异。在以FeSO_4·7H_2O晶体为催化剂、Fenton氧化时间为100min、催化剂投加量为5%、H_2O_2投加量为20g/mL的最优条件下,β-HCH去除率最高(96.7%),α-HCH去除率次之(79.2%),γ-HCH和δ-HCH去除率分别为54.8%和51.3%。(3)Fenton氧化技术是一种优秀的HCHs污染土壤修复技术,具有较高的可行性、经济性和环境友好性,具有较大的HCHs污染场地原位修复应用前景。     

天津某复杂有机污染地块原位热脱附修复技术中试研究

针对受到挥发性有机物、农药污染形成的复杂有机污染地块，采用原位热脱附修复技术开展中试试验，研究该技术在低渗透区(以粉质黏土/黏土为主)、污染程度复杂、污染严重条件下的技术有效性，同时研究该技术使用过程中的升温规律及影响半径。结果表明，原位热脱附前期，位于加热井所构成正三角形的中心点的测温井以5℃/d的速率升温，当土壤温度到达95～100℃,进入潜热阶段，此时土壤中水分大量汽化，当升温达到100℃左右时，土壤中毛细水未完全去除，升温进入瓶颈期；综合考虑该地块原位热脱附的影响半径为1.5 m。     

土壤粒径及有机质对多溴二苯醚热脱附的影响

在实验室条件下,研究了土壤粒径与土壤有机质含量对多溴二苯醚(PBDEs)热脱附的影响,以期为PBDEs污染土壤热脱附修复提供理论依据。实验结果表明,300℃停留30 min条件下,粒径为<75、75～125、125～250、250～425和425～850μm的土壤中PBDEs去除率分别为49.53%、73.88%、79.39%、83.56%和87.09%,PBDEs总去除率随粒径的增大而增大,土壤BDE209较BDE206、BDE207和BDE208更易于脱除。此外,温度低于450℃时,H2O2氧化部分去除有机质后土壤中PBDEs的去除率较原土高;表明,土壤有机质可能抑制土壤中PBDEs的热脱附。     

矿化垃圾修复石油污染土壤的影响因素及污染物的去除机制

利用矿化垃圾对石油污染土壤进行修复研究,以期在低成本、易操作、修复效果好的前提下达到以废治废的目的。分别研究了矿化垃圾与石油污染土壤的混合比例、土壤含盐量、含油量和含水率对矿化垃圾修复石油污染土壤的影响,并通过3D-EEM(三维荧光)和GC-MS(气相-质谱)技术分析了体系石油污染物的去除特性。结果表明:矿化垃圾对石油污染土壤具有较好的修复效果,在矿化垃圾与石油污染土壤的混合比例为6:4、土壤不添加盐分、含油量为4%、含水率为30%的条件下,运行94 d后土壤中石油去除率最高可达58.61%;同时,基于3D-EEM分析发现土壤中石油类物质的荧光峰位置在处理前后均出现在Ex/Em=300 nm/330 nm处,其去除率为44.89%,表明矿化垃圾床对三环及其同系物和单环及其同系物的芳烃去除效果较好;另外,基于GC-MS技术分析得出,经矿化垃圾修复后,土壤中石油总去除率为66.57%,除正十八烷去除率(19.84%)较低外,其他烷烃的去除率均高于56.8%。     

电动-氧化修复条件对土壤中多环芳烃和重金属去除的影响探索

电动-氧化修复可同时去除污染土壤中的重金属和有机物,但需要控制合适的条件,因此研究了电动-氧化修复的条件对土壤中多环芳烃(PAHs)和重金属去除的影响。结果表明,阴极安装阳离子交换膜可避免氧化剂与阴极直接接触,提高氧化剂在土壤中的输送效率,PAHs总平均去除率达82.8%,同时可维持土壤pH在中性范围,土壤电导率(EC)变化较小,但对重金属的去除率也较小;控制阴极液pH为酸性,PAHs总平均去除率可达96.2%,对重金属也有一定的去除作用,然而会改变土壤pH和EC。相对来说,阴极安装阳离子交换膜是一种比较可行的电动-氧化修复处理条件,PAHs去除率高,对土壤性质的影响小,但对重金属去除率不高。维持土壤基本性质的基础上,如何同时高效去除PAHs和重金属的条件还需进一步研究。     

土壤气相抽提去除土壤中汽油烃污染物柱试验研究

原位处理土壤石油污染对于土壤和地下水的有机污染控制具有极其重要的现实意义.通过砂土柱试验研究了原位物理通风的主要工艺形式及运行参数,并初步分析了汽油烃在砂土柱中的迁移和通风去除机制.结果表明,顶部真空抽提与底部注气两种通风方式相比,顶部真空抽提效果较好,砂土柱汽油烃初始质量浓度为2.937 mg/g时,经过104.5 h通风,砂土柱中汽油烃去除率达80.49%.土壤汽油烃初始浓度影响其在土壤中的迁移和去除,土壤汽油烃初始浓度越大,相同通风条件下,物理通风方法去除土壤中挥发性有机物的效率越低.通风及通风方式对砂土中的汽油烃的去除影响很大,连续通风可在砂土柱中形成稳定的负压环境,在汽油烃初始质量浓度为35.730 mg/g时,连续真空抽提264 h,砂土柱中的汽油烃平均去除率达89.29%;间歇通风在砂土柱中形成的负压环境不稳定,但也可以去除砂土柱中的汽油烃.初步分析认为,汽油烃存在负压作用下的向上挥发和重力作用下的向下迁移两个过程,其综合作用的结果导致汽油烃在砂土柱中的分布状况.     

醇类淋洗剂淋洗修复多环芳烃污染土壤

异位土壤淋洗技术是一种有效的污染土壤修复技术。以菲和苯并[a]芘为目标污染物,选取醇类作为淋洗剂,考察了醇种类及浓度、淋洗剂用量、淋洗时间、淋洗温度、淋洗次数对污染土壤(菲和苯并[a]芘质量浓度分别为82.5、4.3mg/kg)淋洗效果的影响。结果表明:修复的最佳条件为正丙醇体积分数40%、淋洗剂用量20mL、淋洗温度20℃、淋洗时间60min、重复淋洗2次,此时菲和苯并[a]芘的去除率分别达到93.05%、86.85%。     

酒石酸强化重金属复合污染模拟土壤电动修复过程及机理分析

为提高电动修复重金属复合污染土壤的效率,通过配制重金属复合污染模拟土壤,构建电动修复实验装置,利用2因素完全随机实验设计研究了酒石酸浓度和时间对重金属去除效果的影响;采用BCR法对土壤金属赋存形态进行了分析表征。结果表明:与对照相比,以酒石酸为电解液显著提高了重金属的去除率;重金属去除率受酒石酸浓度和修复时间影响显著;以0.05 mol·L~(-1)酒石酸为电解液修复120 h后,重金属去除效果最好,重金属总去除率为86.15%,Cu~(2+)、Mn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)的去除率分别为75.67%、98.11%、85.1%、70.75%和90.9%。BCR分析表明,酒石酸有助于提高土壤中弱酸提取态重金属含量,提高了重金属的迁移性能,从而有利于电动修复过程。     

基于粒径分布的不同异位修复工艺除Cr特性

以我国某铬盐厂的铬污染土壤为研究对象,采用改进的BCR顺序提取法研究了粒径对不同修复工艺(异位淋洗、异位稳定化、湿法解毒)去除土壤中各形态Cr的影响。实验结果表明:粒径是影响铬渣污染土壤总铬和Cr(VI)去除的关键影响因素之一,粒径越细,越有利于3种异位修复工艺对土壤中Cr(Ⅵ)的去除或还原,粒径越细越有利于异位淋洗工艺对总铬的消减。粒径对水溶态Cr、酸溶态Cr的去除影响显著,粒径越细,水溶态Cr、酸溶态Cr的去除率越高,水溶态Cr和酸溶态Cr的分离或去除是不同异位修复工艺实现铬渣污染土壤中Cr(Ⅵ)高效去除的有效手段;粒径对可还原态Cr的去除影响不显著,pH是影响可还原态Cr去除的主要影响因素;粒径对可氧化态Cr含量提升显著,尤其是对异位稳定化和湿法解毒工艺,粒径越细,可氧化态Cr增大倍数越高;粒径对残渣态Cr的去除影响不显著。