模拟水泥窑工艺对污染土壤热解吸尾气中六氯苯的去除效果

为了降低HCB(六氯苯)污染土壤热解吸修复的成本,分析了水泥窑处理技术去除污染土壤热解吸尾气中HCB的可行性,主要考察了处理温度、停留时间、φ(O₂)和ρ(HCB)初始值对HCB去除的影响. 结果表明:①随着处理温度的升高和停留时间的延长,HCB的去除率逐渐升高,其中,当处理温度≥800 ℃、停留时间≥2 s时,其去除率高于99.93%. ②当处理温度为900 ℃、停留时间为2 s、ρ(HCB)初始值分别为1.70、17.00和85.00 mg/m3时,水泥窑处理后尾气中ρ(HCB)分别为0.60、0.78和1.50 μg/m3,其与ρ(HCB)初始值并不成正比,说明ρ(HCB)初始值对HCB去除的影响较小;φ(O₂)≥2%时对HCB去除的影响也较小. ③水泥窑处理后,HCB的脱氯降解产物中仅有五氯苯被检出,ρ(五氯苯)最大值为1.20 μg/m3;同时处理过程中伴有少量的二英产生,但ρ(二英)满足GB 30485—2013《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》要求. 结果显示,模拟水泥窑工艺可有效去除污染土壤热解吸尾气中的HCB.      

FeCl3强化汞污染土壤热解吸修复

目前采用的热解吸技术修复汞污染土壤所需热解吸温度(600~800 ℃)较高,导致修复成本很高,也造成土壤本身结构的破坏. 采用在土壤中加入添加剂的方式来降低土壤修复的热解吸温度和热解吸时间, 分析了热解吸修复汞污染土壤时FeCl₃的最佳投加量、热解吸时间和热解吸温度,并且对试验条件进行优化. 结果表明:在土壤中添加FeCl₃能够有效提高汞的去除率,可降低热解吸所需的温度和时间. 当热解吸温度为400 ℃、热解吸时间为30 min时,随着c(FeCl₃)/c(Hg)的增加,汞的去除率逐渐提高. c(FeCl₃)/c(Hg)、热解吸温度、热解吸时间分别为150、450 ℃、20 min下,是汞污染土壤热解吸修复的最佳条件. 在热解吸过程中添加FeCl₃,可以使土壤中的w(Hg)在较低热解吸温度、较短的热解吸时间下降至GB 15618—1995《土壤环境质量标准》三级标准限值(1.5 mg/kg)以下.      

间接热解吸工艺对去除污染土壤中PAHs的应用效果研究

为研究间接热解吸工艺设备的工程化应用条件,分析热解吸技术对污染土壤中PAHs的去除率及热解烟气的达标状况,针对工程应用中的不同热解条件,考察其对PAHs的实际去除效果。结果表明:1)在处理温度为350℃、处理时间为40 min时,PAHs去除率R(T)>90%,继续延长停留时间对PAHs的去除率改变不大。2)修复前污染土壤中16种PAHs含量在1~5 mg/kg,经间接热解吸工艺处理后土壤中PAHs去除率超过90%,部分接近100%;3)热解吸设备处理土壤后,产生的烟气中苯并[a]芘(含量水平,δ)的最大值仅为141×10-6mg/m3,实际工程中热解烟气中检测出少量二恶英,其浓度可达到GB 18484—2001《危险废物焚烧污染控制标准》。     

汞污染农田土壤低温热解处理性能研究

选取贵州清镇地区汞污染农田土壤作为低温热解修复试验对象,研究处理温度、处理时间以及土壤含水率对低温热解法去除土壤汞效率的影响。同时采用连续浸提法对土样中7种形态的汞进行提取,分析热解升温过程中各形态汞的变化状况。结果表明:(1)处理温度越高,汞去除效率越大。当温度为350℃时,去除率达到90%以上。(2)处理时间越长,汞的去除率越高。处理持续时间为90min时,去除率达到90%。(3)土壤含水率越高,汞去除率越低。当风干时间10 d,土壤含水率13.8%时为处理土壤最佳条件。(4)7种形态的汞随温度升高均下降显著,当温度达到350℃时,处理后土样中水溶态和交换态已完全去除,其他形态的去除率也均达到90%以上,土样中最终以残渣态汞为主,环境风险小。     

1,2,4-三氯苯对斑马鱼生殖和胚胎发育毒性效应

采用斑马鱼胚胎早期发育技术研究了1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)对成年斑马鱼(Danio retio)和斑马鱼受精卵染毒后胚胎生命早期阶段生长发育的影响.结果发现,大于5mg/L 剂量的1,2,4-TCB有明显发育毒性,会导致胚胎致畸,引起胚胎凝集或死亡.1,2,4-TCB对成年斑马鱼和斑马鱼受精卵染毒后,胚胎的致死率均与1,2,4-TCB处理之间呈现时间-效应和剂量-效应关系.高浓度的(15 mg/L) 1,2,4-TCB对成年斑马鱼的染毒,其平均产卵量和受精率均降低.成年斑马鱼或者受精卵接触1,2,4-TCB后,胚胎发育中典型的非致死效应—心包囊水肿和脊柱畸形的比例均随着1,2,4-TCB的浓度升高而逐渐升高.同浓度1,2,4-TCB处理后,斑马鱼胚胎直接染毒造成的非致死毒性效应更强.结果表明,水体中残留的1,2,4-TCB对于鱼类的生殖和发育具有潜在的危害.     

热解吸修复污染土壤过程中DDTs的去除动力学

采用热解吸修复技术对北京某农药厂旧址的DDTs(滴滴涕)污染土壤进行修复试验,优化了土壤中DDTs的热解吸温度,对DDTs热解吸动力学过程以及土壤水分对热解吸修复效果的影响进行了研究. 结果表明,热解吸修复技术可有效去除土壤中DDTs,在340℃时土壤中∑DDTs的去除率达到99%,此时土壤中的w(∑DDTs)为0.598mg/kg,低于HJ 350—2007《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》(1.0mg/kg),但继续升温∑DDTs去除率的变化不明显. 土壤中∑DDTs的热解吸动力学符合二级动力学方程(R2为0.9914),热解吸过程受土壤中w(∑DDTs)的影响较大,即随时间的增加,w(∑DDTs)下降,热解吸速率会迅速降低. 土壤含水率对热解吸效果有一定的影响,特别是当土壤含水率超过16%时p,p-DDE的去除率明显降低,而土壤含水率对其他组分的影响较小.      

UV-B辐射增强与1,2,4-三氯苯污染复合胁迫对青菜生长的影响

采用盆栽实验,分析了单一UV-B辐射增强或1,2,4-三氯苯(TCB)污染土壤与两种胁迫复合作用对青菜生长发育、气孔阻力及叶片结构的影响.结果表明,单一1,2,4-TCB污染对青菜生长发育的抑制作用大于两种胁迫复合作用.UV-B辐射增强和1,2,4-TCB污染均显著增加青菜叶片正面和反面气孔阻力.UV-B辐射增强使青菜叶片产生白化现象.1,2,4-TCB污染使叶片颜色变淡,并使青菜叶片表面出现黑斑症状,且UV-B辐射增强使黑斑症状加剧.总之,单一增强UV-B辐射或1,2,4-TCB污染及其复合作用对青菜各生长发育指标的影响结果不同.     

1,2,4-三氯苯对大蒜根尖分生细胞有丝分裂的影响

以大蒜根尖分生细胞为材料研究1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)对有丝分裂的影响.结果表明,1,2,4-TCB使大蒜根尖分生细胞有丝分裂指数下降,且呈现明显的剂量-效应和时间-效应关系;1,2,4-TCB使有丝分裂前期细胞所占比例相对增加,中期、后期、末期细胞相对减少;与后期、末期相比,中期细胞的减幅更大;1,2,4-TCB各处理组的微核细胞发生率与对照组相比均没有统计学差异;双核细胞发生率在高浓度处理组与对照组相比,有极显著性的统计学差异(p＜0.01),并呈现一定的剂量-效应和时间-效应关系.研究表明,1,2,4-TCB对大蒜根尖分生细胞有丝分裂具有阻滞作用,并诱发有丝分裂异常的显著升高.     

石油污染土壤热解修复反应规律与机制研究

在石油的开采、运输等过程中,由于原油泄漏而产生的石油污染土壤会严重威胁生态环境和人类健康.相比细菌降解修复和化学氧化修复,中低温热解修复是一种高效、经济的修复方法.然而,国内对石油污染土壤的热解修复规律和影响因素研究却较少.本文先以模型污染土壤为研究对象,考察了初始含油率（5%、10%）、热解温度（375、400、425、450 ℃）、热解时间（30、60 min）对污染土壤中石油烃脱除率的影响,采用FTIR、元素分析、原油四组分分析、荧光显微镜观测等方法确定了热解过程中石油的饱和分、芳香分、胶质及沥青质的转化方式,提出了石油污染土壤在形成和热解过程中石油的四组分吸附、脱除途径模型,并通过XPS、TEM等表征手段确定了最佳修复条件.结果表明,在425 ℃下热解30 min后,污染土壤中石油烃去除率在99.40%以上,残存TPH含量低于GB I类用地风险筛选值,且修复后土壤中的残炭非常稳定、无害,不会对环境造成二次污染.此外,还选取了新疆油田、长庆油田的场地石油污染土壤在最佳修复条件下进行处理,发现石油烃脱除率均在99.60%以上,土壤总有机碳含量的结果也表明处理后的土壤肥力恢复到了污染前的水平.本研究结果将为我国高浓度石油污染土壤的热解修复技术提供科学依据.     

毛细管气相色谱法测定室内环境空气中TVOC浓度的研究

本文研究了影响气相色谱法测定室内空气中TVOC(总挥发性有机化合物)浓度的主要因素。采样过程中如流量达不到0 . 5L min ,可通过延长采样时间使最终采样体积达到10L ;采样前延长通风时间使室内外空气充分对流,有利于室内残留污染物质的扩散,能反映重新封闭后有机挥发物1h时段内释放的实际浓度。TVOC各组分的热解吸率与该组分的分子量和极性有关;热解吸率随解吸时间的延长而降低,操作中以1～3min比较合适。将初始柱温从5 0℃提高到70℃,不设停留时间,终止温度从2 5 0℃降为2 30℃,可以将样品分析时间由5 5min缩短到32min而对分析结果几乎没有影响。     

温度和停留时间对DDT污染土壤热脱附效果的影响

采用热处理方法分别对自配DDT及其衍生物(DDTs,包括p,p'-DDT、o,p'-DDT、p,p'-DDD和p,p'-DDE)污染土壤在5个温度(100,200,300,400,500℃),6个停留时间(5,10,20,30,40,50 min)下的DDTs去除率及热处理前后的DDTs残留浓度变化进行了研究。研究结果表明:热脱附对DDTs污染土壤修复效果显著。当温度达到300℃以上时,热脱附技术的优势开始显现。300℃下40 min时的DDTs去除率与400℃及500℃处理10 min时相当,均能达到97%以上。对热处理前后土壤中DDTs的残留浓度进行检测,结果表明:土壤中的主要污染成分p,p'-DDT在200℃以上时大量减少,主要转化为p,p'-DDE。p,p'-DDE在200～300℃时大量生成,400～500℃被去除。根据能耗分析结果得出较佳热处理条件为400℃,10 min。     

温度和停留时间对十溴联苯醚在污染土壤中热脱附的影响

采用自配十溴联苯醚污染土壤开展热脱附试验研究,试验温度分别为200、300、325、350、400和450 ℃,停留时间为10、20、30、40、50和90 min. 分析多溴联苯醚(PBDEs,包括BDE28、BDE47、BDE66、BDE99、BDE100、BDE138、BDE153、BDE154、BDE183、BDE190、BDE196、BDE197、BDE203、BDE205、BDE206、BDE207、BDE208和BDE209)热脱附前后污染物在土壤中的浓度及总脱附率. 试验用土样中w(PBDEs)为1 136.69 mg/kg. 低温段(200和300 ℃)污染物去除率较低,在300 ℃、停留时间90 min时,残留w(PBDEs)为263.57 mg/kg,去除率为76.81%;中温段(325和350 ℃)污染物大量减少,350 ℃、停留时间40 min时,残留w(PBDEs)为114.01 mg/kg,去除率达90%;高温段(400和450 ℃),温度为450 ℃、停留时间20 min时,残留w(PBDEs)为4.81 mg/kg,去除率达99%以上. 结果表明,PBDEs去除率随温度或停留时间的增加而增大,处置试验用土样比较合理的热脱附操作条件:温度为400 ℃、停留时间为20 min.      

绝缘油污染土壤微波脱附试验

采用微波-热重反应装置,针对绝缘油污染土壤进行微波热脱附试验,考察不同温度下绝缘油脱附效率以及污染土壤失重规律,并在此基础上对土壤中残余绝缘油组分及分布进行分析。结果表明:当温度达到400℃以上时,土壤中绝缘油去除效果较好,绝缘油去除率可达到98.6%,能够满足土壤修复要求。含油土壤随着温度升高主要经历水分挥发、易挥发性有机物析出、难挥发性有机物析出等阶段,在100~200℃阶段,主要是土壤中水分和部分低挥发性有机物析出;在400~500℃阶段,主要是土壤中绝缘油析出。土壤中绝缘油的成分以C12—C21烷烃类化合物和5~6环芳香烃为主,当温度达到400℃以后,绝缘油中各组分逐步被完全脱附,综合考虑脱附效率和经济性原则,绝缘油污染土壤脱附温度以400~450℃为宜。     

低环多环芳烃异位热脱附行为分析

随着我国工业和城镇的快速发展,化石能源的大量使用使得环境中多环芳烃(PAHs)残留量不断增加,给环境和人体健康带来严重危害.以2～4环PAHs为研究对象,探讨了热脱附温度、时间以及PAHs自身结构对热脱附效果的影响,简要分析了热脱附处理对土壤性质的影响,评估了管式炉热脱附的能耗.结果表明:低环PAHs的脱附率随着脱附温...     

有机污染土壤堆式热脱附过程中热湿迁移试验及数值模拟

堆式燃气热脱附技术因具有二次污染小、污染物去除率高和处理周期短等优势而得到快速发展. 土壤中的水分是影响堆体热修复过程中土壤升温的关键因素,然而其热湿迁移机理尚不明晰,工程设计主要依赖于实践经验. 该研究以山东省某污染场地的砂质壤土开展堆体热湿迁移试验,结合COMSOL仿真模拟,系统分析加热过程中土壤温度和湿度在竖直及水平方向上的变化规律. 结果表明:热源附近土壤水分呈逐渐升高并出现短暂峰值(高于初始值10.9%)后再下降的趋势,水分峰值随温度提高而升高;热源温度越高,土壤中水汽的对流和扩散作用愈加明显,当热源温度由50.0 ℃升至100 ℃时,监测点体积含水量下降率由4.50%升至27.2%,且水汽的浓度扩散机制在水分迁移过程中占主导作用;对于相同热源作用下,初始体积含水量较高的土壤具有相对较高的温度变化,温升过程中对流传热以及热传导的作用更显著,当初始体积含水量由0.0700 m3/m3升至0.160 m3/m3时,监测点的温度由37.1 ℃升至40.0 ℃,其中多孔基体间的热传导作用占主导. 研究显示,堆体热脱附过程中土壤水分迁移规律与土壤体积含水量、距热源的距离、热源温度有关,且多孔基体间的热传导是引起土壤升温的主要机制.      

Bioaccumulation of hexachlorobenzene in Eisenia foetida at di erent aging stages

The impacts of contact time on the extractability, the availability of hexachlorobenzene (HCB) in di erent soils (paddy soil, red soil, and fluvo-aquic soil) and bioaccumulation in earthworm Eisenia foetida were investigated under controlled conditions in laboratory. Results indicated that the aging rate of HCB displaying a biphasic character in di erent soils: a rapid aging in the first 60 d followed by a slow aging in the next 120 d incubation time. Moreover, most of extractable HCB (about 90%) decline occurred in the first 60 d after HCB was spiked into the soils. The aging rate of HCB in the paddy soil was higher than that in the fluvo-aquic soil or the red soil. The amount of HCB accumulated in the earthworms and its accumulative ability, expressed as a bioaccumulation factor (BAF), declined as the aging time increased from 1 to 180 d. Although the extractable HCB decreased with increasing residence time in soil, much of HCB could still be accumulated by earthworms (457.6–984.3 ng/g) through bioaccumulation, which poses a potential risk to soil ecological safety.     

六氯苯碱催化分解脱氯效果及影响因素研究

采用自主设计开发的碱催化设备研究了碱催化分解技术(BCD)对六氯苯(HCB)脱氯的效果.考察了反应温度、氢氧化钠投加比例以及不同催化剂对六氯苯去除效率、脱氯效率以及中间代谢产物的影响.提高反应温度和氢氧化钠投加比例能够有效提高六氯苯的脱氯解毒效率,当六氯苯与氢氧化钠投加质量比为1:5时,在360℃下反应4h后,六氯苯的去除率为99.97%,脱氯效率达到91.08%.还原铁粉作为催化剂时,在330℃反应1h后,能够将六氯苯的脱氯效率由38.99%提高至77.51%.