对柴油污染土壤洗涤修复表面活性剂的筛选及增效机制探究

分别采用5种表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、皂苷(saponin)、曲拉通X-100(TX-100)、聚氧乙烯月桂醚(Brij35)对柴油污染土壤进行清洗,考察pH、温度、搅拌时间、污染时长及助剂的使用对清洗效果的影响。并用Zeta电位仪对溶液电位,及接触角仪对清洗前后的土壤进行代表值的测定。结果表明:溶液浓度越大,清洗效果越好,对于柴油污染20 d的土壤,升高清洗温度和添加H_2O_2辅助清洗可提高柴油洗脱率;离子型表面活性剂的作用效果类似但存在差异,SDS在pH=10时使用最佳,柴油洗脱率可达65%,并可防止二次污染发生;SDBS则在pH=7时清洗效果最佳,洗脱率达59.3%;实验筛选出皂苷为较理想的清洗剂,与H_2O_2联用,柴油洗脱率最高可以达到75%;对于柴油污染130d土壤,延长清洗搅拌时间,可改善清洗效果。Zeta电位测定表明,表面活性剂与土壤粒子均带负电荷,"同性相斥"作用可防止二次污染。清洗后受柴油污染土壤的接触角变小,亲水性得到恢复。     

微乳液和混合表面活性剂对甲苯的增溶作用

以Tween系列非离子型表面活性剂及助表面活性剂组成的混合表面活性剂溶液作为增溶试剂,增溶吸收难溶有机物甲苯。结果表明,当表面活性剂浓度大于临界胶束浓度(CMC)时增溶效果显著,甲苯的表观溶解度与表面活性剂浓度呈线性关系,且随着表面活性剂浓度的增加而增大,增溶曲线在CMC处出现折点;微乳液较单一表面活性剂溶液对挥发性有机物甲苯的增溶能力更强,增溶比更大;添加助表面活性剂可以不同程度的提高表面活性剂溶液的增溶能力,其规律为:正丁胺正丁醇正丁酸;温度对微乳液及混合表面活性剂溶液的增溶作用有很大的影响,且低温条件更有利于增溶吸收挥发性有机物甲苯。非离子型微乳液是一种良好的增效试剂,在挥发性有机废气污染治理中具有较好的应用前景。     

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。     

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.      

表面活性剂溶液中多氯联苯溶解的特性

对表面活性剂溶液中多氯联苯的溶解特性进行了研究.发现非离子型表面活性剂对多氯联苯增溶效果优于阴离子型表面活性剂;在浓度大于临界胶束浓度(CMC)范畴,不但表面活性剂的增溶效果远较其浓度低于CMC时为佳,而且表面活性剂浓度与多氯联苯的溶解度成正比地线性相关,此结果说明,表面活性剂主要通过形成胶束来增加多氯联苯的溶解度.多氯联苯在非离子型表面活性剂胶束溶液中与在正己烷中的紫外-可见光谱相似,进一步说明胶束内的多氯联苯分子主要分布于类似正己烷的疏水胶核区域.在十二烷基醇聚氧乙烯(10)醚溶液中,所试多氯联苯的辛醇-水分配系数(K_ow)与其胶束-水分配系数(K_m)存在很好的线性相关关系.     

纳滤膜过滤MBR出水的污染原因与清洗方法

为研究膜-生物反应器(MBR)出水对纳滤膜的污染原因及清洗方法,使用场发射扫描电镜、傅立叶变换红外光谱仪、原子力显微镜和接触角仪对经MBR出水污染的纳滤膜表面污染层进行了检测,结果表明,纳滤膜表面污染物包括有机物和无机物,所含元素包括磷、镁等,对经过不同清洗步骤的膜表面进行的检测表明,柠檬酸清洗可以去除镁和大部分磷,这些物质主要以无机形态存在于膜面污染物中;后续NaOH清洗可以进一步去除磷,这部分磷主要来自有机酸、有机磷或蛋白质等膜面污染物.污染使膜表面粗糙度由79.5 nm增大至111.2 nm,但接触角由55.6°变为62.1°,表明亲水性变化不大;酸洗后表面粗糙度显著减小至51.9 nm,接触角变为96.0°,表明有机污染物暴露出来,膜面呈现疏水性;再经碱洗后,膜面粗糙度与亲水性均接近于新膜.这些结果说明,先酸洗后碱洗的方法可以去除绝大部分的膜面污染物,进一步推知膜污染初期主要为有机污染,之后无机物的作用使污染进一步加重.     

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。     

表面活性剂清洗法在污染土壤修复中的应用

探讨了表面活性剂清洗法对土壤中芳烃类污染物的清除作用,并对常州市染化厂原址污染现场土壤样品进行了清洗研究．研究表明,表面活性剂对土壤中的芳烃类污染物有很好的去除效果,十二烷基苯磺酸钠溶液对土壤中苯酚、硝基苯洗脱率分别达９３．９７％ 和７８．７４％ ．对污染现场土壤样品中主要污染物的洗脱率达９０％ 以上     

应用表面活性剂治理包气带石油污染的研究

为了探讨地下水石油污染的治理方法,应用灌注表面活性剂溶液法去除地下不系统中包气带石油类物质污染的实验研究。从市售９种非离子型表面活性剂中优选出ＡＥＯ－９和ＳＡ－２０２种脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂,确定了实验条件下的最佳去油浓度,１次改造清洗效率最高达９４％,土柱淋洗与块状石灰岩柱淋洗也取得较满意的结果。     

表面活性剂对土壤中多氯联苯的洗脱研究

采用实验室配置的PCBs污染土壤,以曲拉通X-100、吐温-80、SDS、SDBS 4种表面活性剂进行洗脱试验研究。结果表明:对于单一表面活性剂,SDS对污染土壤中多氯联苯的洗脱效果最好;采用1:20的固液比,进行2~3次洗脱,洗脱率可达50%以上;洗脱时间对洗脱效果影响不大;SDS—吐温-80混合表面活性剂对多氯联苯有协同增溶作用,且在土壤上的吸附损失较小,SDS和吐温-80的最佳质量比为5:5,在此条件下,浓度为7 000 mg/L的混合表面活性剂对多氯联苯污染土壤进行3次洗脱,洗脱率可高达97.89%。     

Enhancing plant-microbe associated bioremediation of phenanthrene and pyrene contaminated soil by SDBS-Tween 80 mixed surfactants

The use of surfactants to enhance plant-microbe associated dissipation in soils contaminated with polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs) is a promising bioremediation technology. This comparative study was conducted on the effects of plant-microbe treatment on the removal of phenanthrene and pyrene from contaminated soil, in the presence of low concentration single anionic, nonionic and anionic-nonionic mixed surfactants. Sodium dodecyl benzene sulfonate(SDBS) and Tween 80 were chosen as representative anionic and nonionic surfactants, respectively. We found that mixed surfactants with concentrations less than 150 mg/kg were more effective in promoting plant-microbe associated bioremediation than the same amount of single surfactants. Only about(m/m) of mixed surfactants was needed to remove the same amount of phenanthrene and pyrene from either the planted or unplanted soils, when compared to Tween 80. Mixed surfactants( 150 mg/kg) better enhanced the degradation efficiency of phenanthrene and pyrene via microbe or plant-microbe routes in the soils. In the concentration range of 60–150 mg/kg, both ryegrass roots and shoots could accumulate 2–3 times the phenanthrene and pyrene with mixed surfactants than with Tween 80. These results may be explained by the lower sorption loss and reduced interfacial tension of mixed surfactants relative to Tween 80, which enhanced the bioavailability of PAHs in soil and the microbial degradation efficiency. The higher remediation efficiency of low dosage SDBS-Tween 80 mixed surfactants thus advanced the technology of surfactant-enhanced plant-microbe associated bioremediation.     

石油污染土壤淋洗配方的比选

以广州市某废弃工业场地的石油污染土壤为研究对象,采用室内模拟试验的方法,考察了不同的pH、淋洗液配方、淋洗时间、以及土柱淋洗流量等因素对石油污染土壤淋洗修复效果的影响;并利用一级反应动力学模型对试验数据进行拟合。结果表明pH=8时水溶液对油的解吸量最大;最优淋洗液配方为5(曲拉通):10(木素钠):42(硅酸钠):43(碳酸钠)。土柱淋洗效果与淋洗液使用量有较大关系,在0.40 mL/min用量时,96 h的除油率为29.3%,土壤中石油的含量由32 273 mg/kg下降至22 820 mg/kg。     

不同淋洗剂对土壤中多氯联苯的洗脱

应用批量平衡振荡法研究了4种化学表面活性剂〔TX-100(曲拉通X-100)、TW-80(吐温80)、SDBS(十二烷基苯磺酸钠)、CTMAB(十六烷基三甲基溴化铵)〕、2种生物表面活性剂〔Saponin(皂素)、RL(鼠李糖脂发酵液)〕和1种生物产品(β-环糊精)对污染土壤中PCBs(以Aroclor1254为例)的洗脱效果. 结果表明:在设定的质量浓度范围内,洗脱效果总体表现为TX-100≈TW-80＞SDBS＞β-环糊精＞Saponin＞RL＞CTMAB;ρ(PCBs)为10g/L时,TX-100、TW-80、SDBS、β-环糊精、Saponin、RL、CTMAB对污染土壤中PCBs的洗脱率分别为54.99%、53.12%、46.99%、25.35%、14.76%、13.70%、0%. 通过对洗脱效果、土壤吸附量、淋洗剂成本和环境友好性4个方面的综合考量,筛选出TX-100和β-环糊精2种相对较好的淋洗剂,对其洗脱时间、洗脱次数和淋洗剂pH的影响进行研究,结果表明,TX-100和β-环糊精对土壤中PCBs的洗脱率在洗脱时间为12h时出现拐点,之后洗脱率提高不大;2种淋洗剂的3次洗脱均以第1次为主,第2次和第3次洗脱对洗脱效果没有显著贡献;相同体积的淋洗剂分2次洗脱与1次洗脱效果相当;pH为4~10时,对2种淋洗剂的洗脱效果影响很小.      

柠檬酸对重金属复合污染土壤的浸提效果研究

以浙江富阳某炼铜厂附近受Cd、Cu、Pb和Zn复合污染的土壤为研究对象,采用振荡、静置和超声3种不同浸提方式,通过研究柠檬酸在不同浸提方式下对重金属的去除效果,筛选出最佳柠檬酸浓度、处理时间及功率,并采用Tessier连续提取法分析浸提前后4种重金属形态变化.结果表明,柠檬酸对4种重金属均具有较好的去除效果,其中对Zn的去除效果最好,Cd的去除效果最差,而Cu和Pb的去除效果相当.Pb和Zn的去除率均随着柠檬酸浓度的增加而增加,但增幅随之减小,Cu的去除率则先增加后基本保持不变,而Cd的去除率变化不明显.综合考虑成本和浸提效果后,选用0.2 mol·L-1柠檬酸浸提2次为最优条件,最佳振荡时间和静置时间分别为4 h和24 h,最佳超声时间和功率分别为30 min和500 W.柠檬酸能够在很大程度上改变土壤中重金属的形态分布,主要去除以可交换态和碳酸盐结合态形式存在的Cd及以碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态形式存在的Cu、Pb和Zn.通过对比3种浸提方式,在同等去除效果的前提下,静置浸提相比振荡浸提需要更长的时间,而将超声波应用于重金属污染土壤淋洗,所需时间较少,因此,超声波辅助浸提土壤中重金属是可行的,具有良好的应用前景.     

螯合型表面活性剂对Pb-Zn复合污染土壤的洗脱效果

为了探究螯合型表面活性剂对重金属污染土壤的洗脱效果,通过室内模拟试验,采用振荡洗脱法研究了新型螯合型表面活性剂LED3A(N-十二酰基乙二胺三乙酸钠盐)对Pb-Zn复合污染土壤的洗脱作用,并重点分析了洗脱时间、ρ(LED3A)、洗脱温度等因素对洗脱效果的影响. 结果表明:室温下LED3A洗脱Pb-Zn复合污染土壤的最佳质量浓度为7.0 g/L、洗脱时间为7.0 h. 洗脱平衡时间随ρ(LED3A)的增加而缩短,洗脱过程符合准二级动力学模型;孔隙扩散为LED3A对Pb和Zn洗脱速率的控制过程,但内扩散并非唯一的洗脱速率控制机制. 等温平衡洗脱试验结果显示,洗脱温度升高有利于LED3A配位污染土壤中的Pb和Zn,LED3A对重金属的洗脱过程为吸热过程. Pb、Zn的BCR形态分级结果显示,LED3A对酸可提取态Pb、Zn的去除率最大,分别达到79.87%、72.51%;氧化物结合态、有机结合态、残余态Pb的去除率分别为31.82%、18.83%、2.30%,相应形态Zn的去除率分别为21.81%、17.60%、26.22%;对比洗脱前、后土壤中重金属的形态分布可知,最易释放和被生物利用的酸可提取态Pb和Zn的质量分数所占比例明显降低,不易或不能被生物利用的氧化物结合态、有机结合态和残余态Pb和Zn的质量分数所占比例明显增加. 研究显示,LED3A洗脱不仅能够去除污染土壤中一定量的重金属,同时可降低污染土壤中重金属对环境的潜在危害,而且不会产生二次污染.      

低分子有机酸对高浓度锑砷污染土壤的淋洗效率及机理研究

为研究土壤淋洗技术对锑矿区周边高浓度锑(Sb)、砷(As)污染土壤的修复效果,筛选生物降解性能良好的淋洗剂,以广西河池市南丹县某锑矿区周边高浓度Sb、As污染土壤为研究对象,考察了不同低分子有机酸及淋洗条件(浓度、固液比、淋洗时间和淋洗级数)对Sb、As淋洗效率的影响,利用Wenzel连续形态提取法比较淋洗前后土壤中Sb、As形态变化,并结合扫描电子显微镜-X射线能量色散谱(SEM-EDS)、X射线光电子能谱(XPS)等分析方法初步探索了淋洗去除土壤Sb、As的反应机理.结果表明：由于草酸(oxalic acid,OA)具有较强的酸性及还原性,其对Sb、As的淋洗效率最高,且在最佳淋洗条件下Sb、As淋洗效率分别可达91.18%、97.63%.高浓度污染土壤中Sb、As主要以铁铝氧化物结合态形式存在,占Sb、As总量的70%以上;OA淋洗后,土壤中结合态、残渣态的Sb、As向吸附态Sb、As转化. OA淋洗去除Sb、As的反应机理主要包括三方面：(1) OA的含氧官能团与Sb、As含氧阴离子竞争土壤颗粒中铁(氢)氧化物表面的吸附位点,发生配位交换,从而解吸出Sb、As;(2) OA的有...