芘污染黑土的表面活性剂洗脱修复研究

采用批量平衡振荡法研究了几种阴离子和非离子表面活性剂对黑土中芘的洗脱效果,以及不同因素对洗脱效果的影响。结果表明,非离子表面活性剂对芘的洗脱效果优于阴离子表面活性剂。将SDS和Triton X-100以不同质量配比混合后,可提高其洗脱效果,尤其在质量配比为3∶7时洗脱效果最好。不同固液比条件可影响Triton X-100对芘的洗脱,Triton X-100在低浓度时,固液比为1∶30时的洗脱效果最好;浓度大于5.0 g/L后,固液比为1∶10时的洗脱效果最好。Triton X-100对土壤中低浓度芘的洗脱效果要好于土壤中高浓度的芘。萘在土壤中的共存会降低Triton X-100对芘的洗脱率,萘浓度越高,芘的洗脱率越低。Triton X-100对不同类型土壤中芘的洗脱效果相差不大,对新疆荒漠土的洗脱效果好于哈尔滨黑土,这可能与土壤有机质含量有关。     

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.      

超声波-表面活性剂修复柴油污染土壤实验研究

采用超声波联合十二烷基苯磺酸钠(LAS)和烷基聚葡糖苷(APG1214)修复柴油污染土壤。考察了表面活性剂浓度、液固比、超声时间、超声波功率、超声温度等对柴油去除效果的影响。当表面活性剂浓度为4g/L,液固比为20∶1,超声波功率为500 W,在25℃下超声15 min,使用APG1214去除柴油效果优于LAS,对不同污染程度土壤柴油的去除率分别达到78.8%、88.1%及90.5%。     

表面活性剂对土壤酞酸酯生物有效性的作用

表面活性剂被广泛应用于污染土壤的生物修复。利用HPCD提取方法,研究在人工污染土壤与野外污染土壤情况下表面活性剂T-80(聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯,Tween-80)对酸酞酯生物有效性的作用。结果表明,当表面活性剂T-80浓度为2.5 g/kg时,人工污染土壤中3种PAEs生物有效性增效作用最大,DMP、DEP和DOP生物有效性分别增加了38.6%、61.4%和45.3%;3种PAEs增效作用顺序为DEPDOPDMP。当表面活性剂T-80浓度为2.5 g/kg时,野外污染土壤中3种PAEs的生物有效性增效作用最大,DMP、DEP和DOP生物有效性分别增加了79.2%、74.5%和58.7%,增效效果显著;3种PAEs增效作用顺序为DMPDEPDOP。表面活性剂T-80浓度为2.5 g/kg时可明显提高人工污染土壤和野外污染土壤中PAEs的生物有效性,该浓度是T-80提高土壤PAEs生物有效性的最适宜浓度。     

Tween60和SDS强化白腐真菌修复DDT污染土壤

为了提高DDT污染土壤的修复效果,研究了非离子表面活性剂Tween60及阴离子表面活性剂SDS在单一和组合两种方式对人工污染黑土中白腐真菌Phlebia lindtneri GB1027降解去除DDT的强化作用.结果表明,Tween60和SDS均能不同程度地促进土壤中DDT的生物降解,尤其在两种表面活性剂浓度为1.0mg/g干土时,土壤中DDT的降解率分别达到最高的62.9%和53.9%.相同浓度下,Tween60比SDS更有利于提高DDT污染土壤的生物修复效果,去除率提高接近10%.将Tween60与SDS以不同质量比例组合处理后的DDT去除率大小为:Tween60-SDS(3:1)＞Tween60-SDS(2:1)＞Tween60-SDS(1:1),尤其在质量比为3:1和2:1时的DDT去除率甚至高于Tween60单独处理时的去除率,表明将两种类型的表面活性剂组合后对提高DDT的生物可利用性产生了协同效果.研究还发现,菌株接种量越高,土壤中DDT的降解去除率越高,当接菌量达到1.0mL/g干土时,DDT的30d去除率达到最高的70.9%.在土壤含水率为10%~50%范围内,白腐真菌对DDT的降解去除效果随着土壤含水率的升高而增加,当土壤含水率达到50%时,土壤中有约70%的DDT被降解去除.本研究结果进一步证实了利用表面活性剂强化白腐真菌修复有机污染土壤的可行性.     

十二烷基硫酸钠和Triton X-100淋洗菲污染砂土研究

比较研究了阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚Triton X-100(TX100)及其混合表面活性剂(SDS-TX100)对菲污染砂土的柱淋洗作用.表面活性剂质量浓度为1000、1750、2500和3250mg·L-1,混合表面活性剂的质量配比SDS∶TX100(S∶T)分别为1∶1、1∶2和1∶4.结果表明,单一SDS对土柱中菲的淋洗曲线规律不明显,呈锯齿状波动;TX100和SDS-TX100对土柱中菲淋洗规律明显,随淋洗液孔隙体积数增大,淋洗液中菲浓度呈先增大,达到峰值,然后逐渐降低的趋势,且随表面活性剂浓度的增大,淋洗液中菲浓度峰值增大,所需淋洗液的累积孔隙体积数减小.在淋洗液累积孔隙体积数相同时,同种表面活性剂对菲的去除率与表面活性剂浓度呈正相关;TX100和SDS-TX100对土柱中菲的去除效果与表面活性剂浓度和配比有关,且均远远大于SDS.当表面活性剂浓度为1000、1750和2500mg·L-1时,TX100和SDS-TX100对菲的累积去除率均可达95%以上,但SDS-TX100所需的累积孔隙体积数小于TX100;当表面活性剂浓度为3250mg·L-1时,5种表面活性剂(SDS、TX100、S∶T=1∶1、S∶T=1∶2和S∶T=1∶4)对菲的累积去除率均达到最大,分别为70.8%、99.9%、99.9%、98.7%和99.2%,而TX100所需的累积孔隙体积数最小.在表面活性剂淋洗修复有机污染土壤时,表面活性剂种类、浓度和配比等因素对修复效果影响显著.     

醇类助溶剂去除砂土中多氯联苯作用机制

醇类助溶剂单一使用及复配表面活性剂使用去除砂土中多氯联苯(PCBs)的关键是增溶和降低界面张力.通过降低界面张力实验和振荡增溶实验分析了醇类助溶剂单一使用对多氯联苯界面张力的降低作用和增溶作用,以及醇类复配Triton X-100使用时醇对Triton X-100降低界面张力和增溶PCBs的影响.结果表明,醇-PCBs油的界面张力与醇浓度、醇含碳原子数均呈负相关,甲醇、乙醇、异丙醇的最佳解吸浓度分别为70%、55%、40%,最佳解吸效率达90%以上;Triton X-100-PCBs油界面张力与Triton X-100浓度呈负相关,Triton X-100浓度低于3 000 mg/L时复配10%乙醇、10%异丙醇比单一Triton X-100振荡洗脱效率低,Triton X-100浓度在3 000～7 500 mg/L时3组差异不大,Triton X-100浓度为10 000 mg/L时单一、10%乙醇、10%异丙醇TritonX-100溶液解吸效率分别为80.9%、90.36%、89.36%.表明醇类单一使用对降低界面张力与增溶均有很好的效果,但需要其体积分数达40%以上;醇类复配Triton X-100时醇的存在弱化了Triton X-100增溶和降低界面张力的作用,乙醇与异丙醇弱化作用差异性不大,当Triton X-100浓度高于3 000 mg/L时,弱化作用不显著.     

阳-非离子混合表面活性剂对沉积物吸附硝基苯的影响

研究了非离子表面活性剂Triton X-100、阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶(CPC)及其混合物在沉积物上的吸附行为,探讨了它们对沉积物吸附硝基苯的影响.结果表明,CPC和Triton X-100在沉积物上的吸附等温线均为非线性,吸附量随着平衡浓度的增加急剧增加,并迅速达到最大吸附量.低浓度CPC能明显增加Triton X-100在沉积物上的吸附,而高浓度的CPC则显著降低Triton X-100在沉积物上的吸附.Triton X-100略微降低CPC在沉积物上的吸附.在表面活性剂浓度较低的实际环境中,无论是阳离子或非离子表面活性剂,将主要被土壤或沉积物吸附并固定.硝基苯在沉积物上的吸附等温线为线性.CPC和Triton X-100促进沉积物对硝基苯的吸附,CPC-Triton X-100混合表面活性剂溶液能进一步增强沉积物对硝基苯的吸附.因此,阳离子和非离子混合表面活性剂可增强土壤或沉积物对有机污染物的吸附固定能力,也可以用来制备有机膨润土以提高其吸附处理废水的性能.     

五种表面活性剂对柴油污染土壤清洗效果的比较

研究了十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、皂苷(saponin)、月桂醇聚氧乙烯(23)醚(Brij35)、Triton X-100五种表面活性剂对中度柴油污染土壤的清洗效果,考察柴油和土壤混合后在不同时间段的挥发特点,认为污染时长会直接影响表面活性剂清洗修复的效果,增大清洗剂浓度可以提高对新污染土壤的洗脱率,但对老化污染土壤的效果并不明显;对不同含油量的污染土壤清洗,研究污染程度对洗脱率变化的影响,当达到一定含油量后洗脱效果产生突变。不同表面活性剂在相同CMC倍数下清洗能力存在差异,其顺序为SDS>SDBS>Triton X-100>皂苷>Brij35。     

螯合表面活性剂LED3A对镉-芘复合污染土壤的洗脱修复研究

通过批平衡振荡淋洗,研究了可生物降解螯合表面活性剂N-月桂酰基乙二胺三乙酸钠(sodium N-lauroyl ethylenediamine tetriacetate, LED3A)对复合污染土壤中镉、芘的洗脱性能,探讨了洗脱时间、LED3A浓度、温度、pH值、水土比和离子强度对污染物洗脱效率的影响,并对比分析了洗脱前后土壤中镉、芘赋存形态的变化.结果表明:LED3A可同时有效去除土壤中的镉和芘,准二级动力学模型最适合描述LED3A对两种污染物的解吸过程,镉、芘共存的交互作用使得各自的平衡洗脱率比相应的单一污染土壤分别降低了5.13%和9.91%.污染物的洗脱率随LED3A浓度(0～15000mg/L)、温度(15～35℃)和水土比(10:1～60:1)的升高而增大,最佳条件下(12000mg/L,25℃,30:1水土比)镉和芘的去除率分别为57.66%和51.07%.LED3A淋洗体系适宜在碱性(pH=11)条件下使用.适宜浓度的Na⁺(0.1mol/L)和Ca²⁺(0.005mol/L)对洗脱效果具有明显的促进作用.LED3A洗脱处理后...     

共存有机物对毒死蜱在沉积物上吸附的影响

用批量平衡法研究了共存有机物对毒死蜱在沉积物上吸附行为的影响.结果表明,苯酚和芘对毒死蜱在沉积物上的吸附有竞争作用,其中苯酚的竞争能力较大.多种有机污染物共存时,毒死蜱在沉积物上的吸附仍然由分配作用决定.表面活性剂的浓度小于临界胶束浓度(CMC)时,十二烷基硫酸钠(SDS)能明显降低毒死蜱在沉积物上的吸附量,降低程度与SDS浓度呈负相关,而非离子表面活性剂Triton X-100能增加毒死蜱在沉积物上的吸附量,增加程度与Triton X-100浓度呈正相关.     

生物表面活性剂皂角苷对菲在水和土壤间分配行为影响

文章比较研究了皂角苷(saponin)、Triton X-100以及二者的混合物对多环芳烃菲在土壤和水相间分配行为的影响。结果表明,在所选择的表面活性剂中,皂角苷对菲在水和土壤间的分配具有最强的增溶能力。在竞争吸附的作用下,随着加入的表面活性剂的量不同,菲在水和土壤间的分配行为也有差异。当表面活性剂的浓度较低时,促进菲在土壤上的吸附;当加入的表面活性剂的量超过其临界胶束浓度(CMC)时,菲在水和土壤间的分配系数随着表面活性剂浓度的增大出现持续减小的趋势。并且在相同浓度下,皂角苷和TritonX-100组成的混合表面活性剂的增溶能力比单独使用非离子表面活性剂Triton X-100强。同样在混合表面活性剂的协同增溶作用下,菲在水和土壤间的分配系数随着表面活性剂浓度的增加出现持续减小的趋势。     

Triton X-100对土壤中柴油的解吸特征及影响因素

为考察非离子表面活性剂Triton X-100对土壤中柴油解吸特性及土壤理化性质对其解吸的影响,通过振荡平衡法研究Triton X-100对浙江水稻土、重庆紫壤、江西红壤、海南沙土、青海灰漠土和黑龙江黑土中柴油解吸行为及其影响因素.结果表明,Triton X-100对浙江水稻土、重庆紫壤、江西红壤、海南沙土、青海灰漠土和黑龙江黑土中柴油的解吸均符合先快后慢、最后达到解吸平衡的规律,平衡时解吸量分别1.61、1.85、1.80、2.29、2.01和1.13 mg/g.其解吸动力学过程均符合准二级动力学模型（R2>0.99）;6种典型土壤中柴油的等温解吸特征可较好地用修正的米氏方程模型进行描述（R2>0.92）.Q_max（柴油最大解吸量）介于1.81~2.23 mg/g之间,浙江水稻土、重庆紫壤、江西红壤、海南沙土、青海灰漠土和黑龙江黑土中ρ_max（柴油最大解吸率）分别为73.20%、78.06%、75.63%、90.36%、79.89%和62.92%;土壤各理化性质对Triton X-100解吸土壤中柴油的影响起综合作用,其中土壤w（砂粒）与ρ_max呈显著正相关（R2=0.993 6,P < 0.01）,对Triton X-100解吸柴油的影响最大;而CEC（阳离子交换量）、w（OM）、w（黏粒）均与ρ_max呈显著负相关（P < 0.05）.研究显示,修正的米氏方程可用于描述柴油在土壤-水-表面活性剂Triton X-100系统中的解吸行为,w（砂粒）是影响不同土壤中柴油解吸的关键因子,可为应用Triton X-100修复柴油污染土壤提供理论基础.      

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.      

电动修复联合壳聚糖纳米纤维膜PRB对土壤中菲和芘的去除研究

采用电动修复联合可渗透性反应墙(PRB)技术处理土壤中的菲和芘,以静电纺丝制备的壳聚糖纳米纤维膜为PRB介质,并初步探究了其对电动修复效果的影响。结果表明:壳聚糖纳米纤维膜对菲和芘的吸附动力学同时符合伪一级和伪二级模型,吸附为吸热反应,吸附热力学特征符合Freundlich模型。纯电动方法修复处理土壤中的多环芳烃时效率较低,通过采用0.1 mol/L的Na OH控制阳极p H,并添加非离子型表面活性剂Tween80对电动修复进行优化,优化实验条件下菲和芘的去除率分别可达58.6%和45.9%。在优化实验条件下进行EK-PRB的联合修复,菲和芘的去除率分别达到75.3%和65.7%,证明壳聚糖纳米纤维膜对菲和芘的去除有促进作用。     

Fenton试剂氧化去除土壤洗脱液中DDTs的研究

以表面活性剂Tween80对DDTs污染土壤的洗脱液为目标,研究了Fenton试剂对洗脱液中DDTs的氧化去除效果及影响因素。结果表明,对于浓度为50 mg/kg的DDTs的单一污染土壤,Tween80显示出较好的洗脱效果,2.0 g/L的Tween80对DDTs的洗脱率可达到30%以上。Fenton试剂可以有效处理DDTs污染土壤的洗脱液,Fe~(2+)浓度、H_2O_2添加量、pH值、温度以及反应时间均对DDTs的去除率产生一定的影响。综合考虑处理效率与处理成本,其最佳反应条件为:Fe~(2+)浓度为20 mmol/L,H_2O_2添加量为10 mL/L,pH值为3,温度为30℃,反应时间为30 min,该条件下单一污染土壤洗脱液中DDTs的去除率均达到70%以上;对于DDTs复合污染土壤的洗脱液,该条件下Fenton试剂对DDTs的总去除率可达到50.2%。研究结果表明利用Fenton试剂氧化处理DDTs污染土壤洗脱液是可行的。     

表面活性剂及其组合洗脱污染土壤中的硫丹

采用序批实验和并行解吸法,研究了添加和不添加Na2SiO3两种情况下,非离子表面活性剂和阴/非离子混合表面活性剂对污染老化土壤中α-、β-硫丹的洗脱效果与动力学特征.结果表明,不添加Na2SiO3时,α-、β-硫丹的洗脱率顺序为Tween80/SDS>Tween 80>Triton X-100.Triton X-100/SDS在100～500 mg·L-1和800～1 000 mg·L-1时的洗脱率分别低于和高于相应浓度的Triton X-100;添加Na2SiO3后,硫丹的洗脱率顺序为Tween 80/SDS>Tween 80>Triton X-100/SDS>Triton X-100,4种洗脱模式对硫丹的洗脱能力均显著提高,其中α-硫丹的洗脱率分别是不加Na2SiO3的1.17～2.73、1.87～4.02、1.85～6.56和1.87～2.85倍.硫丹的洗脱过程可用4参数2室一级动力学模型描述,存在明显的快速洗脱和慢速洗脱阶段;β-硫丹的洗脱速率和洗脱率均低于相应处理的α-硫丹,表明β-硫丹较难从土壤中洗脱;添加Na2SiO3可增大硫丹的快速和慢速洗脱速率常数,减少慢速洗脱的百分率.与其它洗脱模式比较,添加Na2SiO3的Tween 80/SDS能够高效、快速洗脱污染土壤中的硫丹,是一种优良的混合洗脱剂.     

几种表面活性剂洗脱修复苊污染黑土研究

采用批量平衡振荡法研究了几种阴离子和非离子表面活性剂在单一使用和混合使用条件下对苊污染黑土的洗脱作用及影响因素。结果表明:4种表面活性剂对苊洗脱率的大小顺序为SDBS>SDS>Triton X-100>Tween40,且浓度越大,洗脱效果越好。将SDBS和Triton X-100按一定质量比例混合后可大幅度提高苊的洗脱率,不同质量比的苊洗脱率大小顺序为1∶9>1∶3>9∶1>1∶1>3∶1。水土比为20∶1的条件下,SDBS对苊污染黑土洗脱能力最高,15∶1时次之,10∶1时最低。NaCl和MgCl_2在低浓度条件下即可大幅度降低SDBS对黑土中苊的洗脱率。菲-苊混合污染土壤中,菲的存在使表面活性剂对苊的洗脱率下降。     

难降解多环芳烃污染土壤的机械力化学修复

利用机械力化学法修复多环芳烃污染土壤,以四环芳烃芘为代表污染物,研究了球磨时间和球磨转速对土壤中芘去除率的影响。当球磨时间为6 h,球磨速度为500 r/min时,土壤中芘去除率为93.78%。利用SiO₂作为模拟土壤,通过对球磨前后模拟土壤的GC-MS、红外光谱和拉曼光谱分析,探索芘的降解途径和机理。机械力化学修复过程中,芘的苯环被破坏,部分中间产物为环数较少的多环芳烃(PAHs)、碳链较短的烷烃,还有部分被碳化成石墨和不定形碳。利用机械力化学法对实际污染土壤进行修复,修复后土壤中芘和荧蒽浓度分别为21.45,35.68 mg/kg。机械力化学法修复多环芳烃污染土壤具有可行性和广泛的应用前景。     

鼠李糖脂表面活性剂复配体系对芘的增溶特性

该研究采用Tween 80、Triton X-100、十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、槐糖脂(SL)、烷基糖苷(AG)6种常用的表面活性剂与鼠李糖脂(RL)进行复配,研究不同复配表面活性剂对芘增溶效率的影响.结果 发现:Triton X-l 00、Tween 80可以显著提高RL对芘的增溶效率;低浓度(＜600 mg/L) SL与RL复配也可促进芘溶解;AG与鼠李糖脂复配对芘增溶效率影响较小;加入SDS和SDBS则抑制RL对芘的增溶效率.通过Clint等模型分析发现,鼠李糖脂与Triton X-100复配后分子间产生协同效应,当两者质量比为9:1时对芘的增溶效率较高并且具有良好的pH稳定性,优于其他复配体系.该研究可为鼠李糖脂在多环芳烃增溶应用中的推广提供理论依据.