表面活性剂增溶洗脱土壤中多环芳烃的效果研究

表面活性剂增效洗脱修复技术被广泛应用于土壤修复. 本文选取11种非离子型和3种离子型表面活性剂对多环芳烃(PAHs,菲、芘、苯并[a]芘)污染土壤进行洗脱研究,筛选出洗脱效果较好的表面活性剂,并深入探索表面活性剂浓度、洗脱时间、固液比等因素以及表面活性剂的复配对土壤PAHs增效洗脱的影响,旨在比选出一种高效洗脱土壤PAHs的表面活性剂并对其洗脱方法进行优化. 结果表明:①表面活性剂浓度为10 g/L、固液比为1∶20条件下,聚氧乙烯醚-10(NSF10)的去除率最高,达到78%;其次为曲拉通X-100(TX-100)和吐温80(TW-80),去除率分别为76.7%和73.4%. ②随着表面活性剂添加浓度的增加,土壤PAHs的去除率增大,当表面活性剂浓度超过5 g/L时,PAHs去除率的增幅减缓,可见,5 g/L是相对有效且经济的表面活性剂添加浓度. ③当洗脱时间为16 h时,NSF10对PAHs的洗脱达到平衡,继续延长洗脱时间,洗脱效果并未增强. ④增加NSF10用量有利于洗脱,固液比1∶40是最优固液比,此时PAHs的去除率已达到固液比为1∶100时的85.2%. ⑤非离子表面活性剂NSF10、TX-100、TW-80与阴离子表面活性剂SDS分别以体积比9∶1进行复配时均取得了优于单一活性剂的洗脱效果,NSF10与SDS体积比为7∶3时,增溶洗脱效果最为明显,比单一表面活性剂提高了18.2%. 研究显示,NSF10是一种高效的PAHs洗脱剂,添加浓度为5 g/L、洗脱时间为16 h、固液比为1∶40是其最优参数选择,其与SDS以体积比7∶3进行复配可进一步提升增溶洗脱效果.      

不同淋洗剂对镍污染砂土的柱淋洗研究

比较了去离子水、阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）、盐酸和柠檬酸对模拟污染砂土中镍（Ⅱ）的柱淋洗作用。SDS浓度为500、1000、1750、2500和3250mg／L,盐酸溶液pH值为0．8、1、2和3,柠檬酸溶液浓度为0．01、0．04、0．1和0．4mol／L。结果表明,几种淋洗剂对土柱中镍的淋洗曲线规律相似,即在淋洗液孔隙体积数为0．5时开始有镍淋出,随着累计孔体积数目的增大,淋洗液中镍的浓度逐渐开始增大,迭到峰值时又开始减小。在去离子水淋洗过程中,镍最大淋出浓度为90．8mg/L;五种不同浓度SDS淋洗过程中,镍最大淋出浓度分别为92．4、90．2、94．1、51．0和53．7mg／L;四种不同pH值的盐酸溶液对应的镍最大淋出浓度分别为959．5、753．3、56．3和23．9mg／L;四种不同浓度的柠檬酸对应的镍最大淋出浓度分别为318．6、793．4、930．1和1464．4mg／L。pH=1的盐酸溶液对镍的淋洗去除率最高为87．3％,其次是浓度为0．1mol／L的柠檬酸溶液,去除率为83．2％;SDS的淋洗效率低,与去离子水相当。0．1mol／L的柠檬酸溶液可为污染土壤重金属镍淋洗用试剂。     

Tween80对植物吸收菲和芘的影响

以水培体系模拟研究了非离子表面活性剂Tween80对黑麦草吸收菲和芘的影响.结果表明,当培养液中菲和芘的起始浓度分别为1 00mg·L-1和0 12mg·L-1时,0～105 6mg·L-1范围内,低浓度Tween80可促进根和茎叶吸收菲和芘,Tween80浓度为6 6mg·L-1时促进作用最为明显,根和茎叶中菲和芘含量、富集系数为无表面活性剂对照处理的116%～216%;而高浓度则有抑制作用.当培养液中菲和芘的起始浓度为相应Tween80浓度下的表观溶解度时,根和茎叶中菲和芘含量随Tween80浓度上升明显增大,Tween80的增溶作用有利于根和茎叶对菲和芘的吸收.     

单宁酸与柠檬酸复合淋洗去除土壤中重金属Cd的研究

采用土柱淋洗技术对模拟Cd污染土进行修复研究,探讨了单宁酸、柠檬酸在不同浓度、淋洗时间、复配体积比下对重金属进行单一、复合淋洗的去除效果,并比较复合淋洗前后重金属的形态变化特征。实验结果表明,单宁酸和柠檬酸对重金属具有较好的去除效果。单一作用时,随着时间的增加,两种淋洗剂对重金属的去除率逐步提高,均在12 h时达到最好效果,重金属去除率分别为59.08%、71.25%。实验同时证明,两种淋洗剂进行复合淋洗对重金属Cd的去除率明显高于单一淋洗,当单宁酸浓度为10.0 mmol/L,柠檬酸浓度为0.6 mol/L,淋洗剂体积配比为1∶3,淋洗时间为12 h时,复合淋洗效果最好,重金属去除率达到97.47%。土柱淋洗前后重金属形态分级结果表明:单宁酸、柠檬酸复合淋洗能有效去除酸可提取态、氧化物结合态的重金属Cd。     

表面活性剂对污染土壤中重金属Cu(Ⅱ)的洗脱试验研究

采用批平衡法比较研究了阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚(TX100)及其混合物(SDBS-TX100)对土壤中铜的洗脱作用.重点研究了表面活性剂浓度、清洗时间、溶液pH值、土水比、无机盐等因素对洗脱作用的影响.结果表明,表面活性剂对Cu(Ⅱ)污染土壤的洗脱作用存在较大差异.当表面活性剂初始浓度相同时,单一SDBS较不同质量配比的混合SDBS-TX100和单一TX100洗脱效果好;6 000 mg.L-1SDBS对Cu(Ⅱ)的洗脱效率达到46.3%,分别是同浓度SDBS-TX100(3∶1)、SDBS-TX100(1∶1)、SDBS-TX100(1∶3)和单一TX100洗脱效率的5.8、10.8、10.8和19.3倍;1∶10土水比条件下,清洗时间为24 h时,各表面活性剂体系都达到最好清洗效果;溶液pH值对表面活性剂洗脱Cu(Ⅱ)有显著影响,随着溶液pH值升高,表面活性剂的洗脱能力逐渐下降,强酸性条件下(pH=1.50),洗脱率最高可达95%;土水比越小表面活性剂对土壤中Cu(Ⅱ)的洗脱效果越好;无机盐对表面活性剂的洗脱能力影响不大,但是过量Mg2+(浓度>500...     

表面活性剂对苯并[a]芘在黑炭表面吸附解吸的影响

通过静态吸附实验,研究了3种不同类型的表面活性剂(阳离子∶十六烷基三甲基溴化铵,CTAB;阴离子∶十二烷基苯磺酸钠,SDBS∶非离子,曲拉通100,TX100)对苯并[a]芘(BaP)在黑炭表面吸附解吸的影响.结果表明,3种表面活性剂的存在均会增加BaP在黑炭表面吸附的非线性程度.CTAB的存在可以促进BaP在黑炭表面的吸附同时抑制了BaP的解吸,然而SDBS的存在降低了BaP在黑炭表面的吸附并增加了吸附过程的可逆性.与CTAB和SDBS不同,TX100对BaP在黑炭表面吸附解吸的影响取决于其添加浓度.低浓度的TX100(50 mg.L-1)能够促进BaP在黑炭上的吸附并抑制BaP的解吸,吸附能力参数Kd值(在ce=50μg.L-1下)从188 062 mL.g-1增大到264 179 mL.g-1,解吸滞后指数HI从0.44降低到0.39.随着TX100浓度增加到150 mg.L-1和200 mg.L-1,TX100对BaP的吸附表现出抑制作用并能够促进BaP的解吸,Kd值(在ce=50μg.L-1下)从188 062 mL.g-1分别降低到182 751 mL.g-1和178 730 mL.g-1,解吸滞后指数从0.44分别升高到0.65和0.70.本研究为预测多环芳烃在表面活性剂污染的环境中的分布特征和最终归趋提供了理论依据.     

连续式泡沫分离器深度处理胶团强化超滤渗透液中的SDS和Cd2+

利用泡沫分离技术,对胶团强化超滤(MEUF)工艺处理含SDS和Cd2 所得渗透液中SDS的回收进行了研究,考察了影响表面活性剂SDS(十二烷基硫酸钠)和金属Cd2 去除率,富集率及夹带率的操作参数(空气流速、泡沫高度、液面高度),溶液体系性质(表面活性剂SDS进料浓度、pH值、离子强度和乙醇的添加量)等因素对分离效果的影响.实验结果表明,当胶团强化超滤废水中初始SDS和Cd2 的浓度为1440 mg·L-1和50 mg·L-1时,排出的渗透液中含SDS和Cd2 浓度分别为500 mg·L-1和10 mg·L-1,在最佳的工艺条件下(曝气头孔径为10μm,空气流速为100L·h-1,液体流速为5L·h-1,泡沫高度为66cm,液面高度为45cm),SDS和Cd2 的去除率分别达52%和99.35%,SDS富集比为3.1.Cd2 出水浓度低于0.1 mg·L-1,达到GB8978-1996国家污水排放标准.     

水培海马齿对海水菲污染修复作用的初步研究

采用水培法研究了海洋滩涂耐盐植物海马齿(Sesuvium portu lacastrum Linn.)对海水菲污染的修复作用.结果显示,实验4d后,不种植海马齿的对照组、种植海马齿的抑菌组和不抑菌组海水中菲浓度分别从0.988、0.942和0.957mg·L-1降至0.553、0.185和0.070mg·L-1,降低了44.0%、80.4%和92.7%;与对照组相比,抑菌组(T1)和不抑菌组(T2)海水中菲的去除率分别提高了36.4%和48.7%,不抑菌组又比抑菌组高12.3%.利用差减法计算的结果显示,在与自然水体接近的不抑菌条件下,菲的非生物损失、海马齿的作用和微生物的作用,三者对海水中菲浓度降低(92.7%)的贡献分别为44.0%、36.4%和12.3%,海马齿植株内菲的积累量则仅占海水中菲减少量的2.6%.研究表明,水培海马齿可明显提高菲污染海水中菲的去除率,其中,植物与微生物共同发挥着重要的作用,但植物积累不是海马齿修复海水菲污染的主要机制.     

铬-菲复合污染土壤的电动修复效果

为了解决常规电动修复方法对土壤重金属-有机物复合污染去除效率低的问题,采用向电解液中添加表面活性剂以及控制阴极电解液为酸性的电动强化修复技术,以Cr和菲为代表性污染物,研究电压和表面活性剂〔TritonX-100(曲拉通100)、SDBS(十二烷基苯磺酸钠)〕以及阴极电解液pH对修复效果的影响. 结果表明:Cr(Ⅵ)以阴离子团形式呈现向阳极迁移的趋势,菲呈现向阴极迁移的趋势;随着施加电压的升高,污染物去除率也会相应提高,当电压梯度升至1.0 V/cm时,Cr(T)、Cr(Ⅵ)、菲的去除率分别达到34.3%、76.9%、12.7%. 在电压梯度为1 V/cm的条件下,控制阴极电解液pH为4.00时,Cr(T)、Cr(Ⅵ)、菲的去除率分别升至45.1%、84.8%、23.1%;向电解液中添加表面活性剂后能提高污染物的去除率,其中,添加SDBS能够将Cr-菲复合污染土壤中Cr(T)、Cr(Ⅵ)的去除率由34.3%、76.9%升至39.9%、82.0%,添加TritonX-100能够将有机物菲的去除率由12.7%升至27.0%. 研究显示,修复处理后污染物浓度均有不同程度的降低,充分表明电动处理时提高修复电压、添加表面活性剂以及控制阴极电解液的酸碱性可以明显促进污染物在土壤中的迁移.      

皂角苷和柠檬酸联合对污泥中Cu、Pb和Zn的去除及其稳定性特征

以武汉某污水处理厂的污泥为研究对象(S1和S2),通过皂角苷和柠檬酸联合振荡淋洗试验,研究不同体积比(20∶1~1∶20)、固液比(1∶20~1∶80)、淋洗时间(0~2 880 min)、淋洗次数(1~4)对污泥中重金属Cu、Pb和Zn去除的影响.分析淋洗前后各形态重金属的去除特点,并通过计算稳定性指数(I_R值)和移动性指数(MF值)探究重金属稳定性和移动性的变化.结果表明,在体积比(皂角苷∶柠檬酸)为5∶1,固液比为1∶60,淋洗时间1 440 min时,污泥中Cu、Pb和Zn的最高去除率分别可达43.16%(S1)、32.45%(S2)和38.69%(S1).增加淋洗次数对Cu和Pb的去除率有较大幅度提高,而对Zn的影响较小,尤其在2~3次淋洗后差异显著.4次淋洗后Cu、Pb和Zn的最高去除率分别为78.89%(S1)、77.08%(S2)和49.39%(S1).单次淋洗后,除酸溶态和可还原态外,污泥中其余形态的去除率均较低.增加淋洗次数,重金属的各形态去除率逐渐升高,尤其是Pb中的残渣态去除率增长明显.淋洗改变了重金属的稳定性和移动性,4次淋洗后Cu、Pb和Zn的IR值最大增长率分别为43.63%(S1)、39.44%(S2)和32.00%(S1),MF值减少30.19%~79.45%.