过硫酸盐氧化地下水中BTEX效果及水化学响应

过硫酸盐(S_2O_8~(2-))在修复地下水有机污染方面得到广泛应用。为揭示过硫酸盐氧化处理汽油BTEX污染地下水的效果及其向生物降解转化的特征,以过硫酸钠为氧化剂,建立含水箱柱系统模拟场地汽油BTEX污染地下水的原位化学氧化修复。结果表明,含水层中内在生物作用对高浓度BTEX的降解作用不理想;过硫酸盐对处理地下水BTEX污染有一定的效果,当PS/BTEX(摩尔比)=20时,氧化效果明显,其中苯浓度的衰减系数最大,能使难生物降解的苯优先去除。pH、ORP值、NO_3~-等水化学指标的改变能反映化学氧化作用向生物降解作用转化,是比较理想的过渡特征指标。     

多相抽提和原位化学氧化联合修复技术应用——某有机复合污染场地地下水修复工程案例

某电子机械厂搬迁后原址约1 500 m区域地下水受到了多种类型的有机物复合污染,包括石油烃、苯系物和多环芳烃,并且部分区域发现有明显轻质非水溶相流体(LNAPL)。该案例首先应用多相抽提技术强化回收地下水中的LNAPL,并去除土壤气体和地下水中溶解态的污染物。当地下水中不存在明显LNAPL且污染物浓度不再明显降低后,继续应用原位化学氧化技术进行修复,所使用氧化剂为"过硫酸钠+Na OH"。经过45 d的多相抽提以及4t过硫酸盐氧化剂注射之后,验收监测表明污染区域地下水污染物浓度均达到了修复目标。该案例表明,多种修复技术的联合应用能够明显加快修复进度、提高修复效率、节约修复成本。对于存在LNAPL,且修复目标较严格的有机复合污染场地,多相抽提结合原位化学氧化联合修复是一种较好的修复技术选择。     

多环芳烃（PAHs）在不同腐殖酸组分中的赋存特征和氧化降解效果研究

选取腐殖酸重要组分胡敏酸、富里酸、胡敏素为研究对象,研究了不同老化时间下多环芳烃(PAHs)在腐殖酸各组分中的赋存特征.同时,探究了过硫酸钠、高锰酸钾、芬顿试剂、过氧化氢4种氧化剂氧化PAHs过程中污染物在腐殖酸和上清液中的分布情况,确定胡敏酸、富里酸、胡敏素中PAHs的降解效率.实验结果表明,PAHs在胡敏素中存在吸附滞后现象,老化前期胡敏素对PAHs的吸附速率慢、吸附量少,但老化后期出现吸附量的反超,因此,胡敏素、胡敏酸和富里酸中PAHs的最终吸附量并没有明显差异.高环PAHs在3种腐殖酸组分中的吸附速率和最终吸附量远小于低、中环PAHs.过硫酸钠和高锰酸钾能够较好地去除胡敏酸、富里酸、胡敏素中的大部分PAHs,去除率均在95%左右,芬顿试剂对胡敏酸、富里酸和胡敏素中总PAHs的去除效果差别不大,去除率均在79.36%~88.05%之间;过氧化氢对胡敏酸和胡敏素中PAHs的去除率分别为82.82%和61.77%,而对富里酸中PAHs的去除效果最差,去除率仅为43.96%.过硫酸钠和高锰酸钾是氧化PAHs类有机污染土壤的最佳氧化剂,能够有效提高不同组分腐殖酸中PAHs的去除率.     

过硫酸盐联合硝酸盐去除岩溶水中苯系物效果

为探究碳酸盐岩中过硫酸盐(persulfate, PS)联合硝酸盐修复汽油污染地下水的效果,该研究以过硫酸钠作为化学氧化剂,硝酸钠作为生物降解的电子受体,通过石灰石含水介质的箱柱装置,研究地下水流动和静止条件下化学氧化联合硝酸盐还原去除汽油苯系物的效果。结果表明,在流水条件下,PS投注浓度为20 g/L时,PS去除苯系物效果不明显,而硝酸盐利用率达70%。PS投注浓度为250 g/L时,苯系物在2 d内浓度下降61%,去除速率为6.9 mg/(L·d);当水力条件变为静水时,去除速率提高到10.3 mg/(L·d),去除效果更好,但高浓度PS会影响硝酸盐的利用。同时,化学氧化可导致水体中HCO3-和Ca2+含量增加,石灰石能够抑制化学氧化带来的pH下降。PS化学氧化联合硝酸盐去除岩溶地下水中苯系物是有潜力的,但需要进一步研究合适的PS投注浓度。     

锰砂活化过硫酸钠降解苯酚研究

通过锰砂活化过硫酸钠产生的自由基降解苯酚,探究反应时间、锰砂与过硫酸钠的投加比、药剂投加量、pH、苯酚浓度对反应体系的影响。结果表明:在时间为15 min,催化剂与氧化剂的投加比为1∶5,锰砂投加量为0.2 g/L,过硫酸钠投加量为1 g/L,pH值为2,苯酚浓度为250 mg/L时,苯酚的去除率可达84.18%。通过自由基的鉴定试验发现,锰砂/过硫酸钠体系中产生了硫酸根自由基和羟基自由基参与苯酚的氧化。反应动力学结果表明:锰砂去除苯酚、过硫酸钠氧化苯酚以及锰砂活化过硫酸钠降解苯酚的反应均符合二级反应动力学,且锰砂活化过硫酸钠产生的自由基明显加快了苯酚降解的反应速率。经研究验证,锰砂活化过硫酸钠是一种高效可行的苯酚去除方法。     

热活化过硫酸钠处理水溶液及泥浆系统中1,1,1-三氯乙烷的研究

研究了热活化过硫酸钠技术氧化水溶液及泥浆系统中1,1,1-三氯乙烷(1,1,1-trichloroethane,TCA)的效果.考察了温度、溶液pH值、氯离子及碳酸氢根离子对水溶液中TCA降解过程的影响,并处理了实际TCA污染地下水.结果表明:TCA氧化降解过程符合准一级动力学反应方程,且温度越高TCA降解速率越大,50°C、过硫酸钠/TCA物质的量比=100/1时,TCA在2h内可完全降解;溶液pH值越高TCA去除效率越低,且碱性条件明显地抑制TCA降解;氯离子及碳酸氢根离子均会对反应起到抑制作用,其中碳酸氢根抑制作用强于氯离子;由于实际地下水水质较为复杂,TCA降解速率相对缓慢,7d后去除率达到90%以上.泥浆系统中TCA降解效率受土壤有机质含量影响较大,土壤去除有机质后降解速率明显加快.热活化过硫酸钠技术用于修复TCA污染地下水具有较大潜力,但实际应用过程中应充分考虑场地性质的影响.     

典型氯代烃污染场地地下水化学氧化修复实验分析

以某在产电子加工厂场地内地下水为研究对象,通过实验分析,分析了Fenton试剂、过硫酸盐在不同添加比及不同反应时间条件下对氯代烃污染地下水的修复效果。结果表明,地下水中氯乙烯和顺-1,2-二氯乙烯浓度超出修复目标值;Fenton试剂对地下水中污染物的去除效果优于过硫酸盐,但稳定性较过硫酸盐差,实际原位化学氧化修复过程中可能在未能渗透覆盖到整片污染羽时已经分解;而针对过硫酸盐,通过延长反应时间能将地下水污染物浓度降低至修复目标值以下。因此,在实际原位化学氧化修复过程中,建议采用过硫酸盐作为氧化剂。     

场地地下水1,2-二氯乙烷污染的修复实验与数值模拟研究

为筛选适宜的地下水中1,2-DCA(1,2-二氯乙烷)污染的修复方法,本文开展原位修复包括化学氧化清除技术、监测自然衰减技术及其集成技术的有效性研究.首先通过室内实验,研究高铁酸钾和过氧化氢这两种不同氧化剂对1,2-DCA化学清除的效率以及清除过程中对地下水化学环境的影响.结果表明,高铁酸钾和过氧化氢均能有效的进行化学...     

活化过硫酸钠修复氯苯类污染场地的研究

探讨了利用过硫酸钠(Na_2S_2O_8)氧化修复实际污染场地内高、中、低浓度的氯苯类污染土壤和地下水的可行性研究。比较了Na_2S_2O_8和多硫酸复合盐对土壤污染物的去除效果,并重点研究了2种药剂在不同剂量下的修复效果。研究结果表明,在相同条件下,Na_2S_2O_8的修复效果更好,对不同浓度氯苯类污染物均有较好的效果。土壤与Na_2S_2O_8质量之比为100∶10时,修复效果最好,最高去除率可达到100%;土壤与Na_2S_2O_8质量之比为100∶3时,对中低污染土壤均能达到修复目标;而Na_2S_2O_8对地下水中的目标污染物去除效果不佳。由此可见,活化Na_2S_2O_8是修复氯苯类污染场地土壤的有效方法。     

过硫酸钠原位修复三氯乙烯污染土壤的模拟研究

以过硫酸钠(Na₂S₂O₈)为氧化剂,柠檬酸(CA)螯合Fe(Ⅱ)溶液作为活化剂,建立箱体模型模拟场地三氯乙烯(TCE)污染土壤的原位化学氧化修复.结果表明,经CA螯合Fe(Ⅱ)活化的Na₂S₂O₈能较好的修复TCE污染土壤,持续氧化27 d后TCE浓度降到10 mg·kg^-1以下;采用抽出氧化、循环再用的方式,地下水TCE浓度到45 d时降到21.4 μg·L^-1.同时,氧化过程中过硫酸钠会产生SO₄^2-,使土壤和地下水的pH降低;土壤有机质含量下降约10.1%.     

优化过硫酸盐体系处理石油类污染土壤

以提高过硫酸盐体系处理效果为目标,研究了活化剂(FeSO_4、CuSO_4、Fe_3O_4)、络合剂(柠檬酸,CA)和沙粒对实际污染土壤中石油类污染物(TPH)处理效果的影响。结果表明:当n(活化剂)∶n(氧化剂)=1∶1,反应时间为48 h,初始pH为4,水∶土=2∶1(以质量比计),温度为20℃时,3种活化剂对TPH去除效果依次为FeSO_4>CuSO_4>Fe_3O_4;当n(过硫酸钠)∶n(硫酸亚铁)∶n(柠檬酸)为4∶1∶1时,柠檬酸的添加使污染土壤中TPH去除率提高了9.82%;在Na_2S_2O_8/FeSO_4、Na_2S_2O_8/FeSO_4/CA体系中添加沙粒(土壤∶沙粒=5∶1)(以质量比计)后,TPH的去除率分别提高了1.8%和3.8%。利用过硫酸钠进行化学氧化修复石油污染土壤,以Fe~(2+)作为活化剂,同时添加沙粒时TPH去除效果较好,且土壤不会过度酸化。研究结果可为开展石油污染土壤的原位化学氧化修复技术提供参考。     

过硫酸钠缓释胶囊反应带修复苯胺污染地下水

针对有机污染地下水原位化学氧化修复中普遍存在的氧化剂过量使用、污染物反弹和二次污染问题,以苯胺（AN）为特征污染物,以活化过硫酸盐为氧化剂,采用硬脂酸为胶结剂,制备过硫酸钠（PS）和硫酸亚铁（FeSO₄）缓释胶囊,构建基于PS和FeSO₄缓释胶囊的可渗透反应屏障（PS-FeSO₄-PRB）,考查了缓释胶囊组分、地下水流速对PRB中活性物质释放和AN去除的影响.结果表明,当缓释胶囊中活性物质/硬脂酸为1/2,地下水流速为0.1mL/min时,48h后PRB中PS和Fe²⁺累计释放率分别为43.18%和14.98%.当PRB中FeSO₄/PS为1/9时,AN累计去除率达到95.37%,TOC累计去除率为57.07%.采用砂柱模拟AN污染地下水,比较了直接注射PS和FeSO₄与PS-FeSO₄-PRB两种处理方式的修复性能,4d内两者的AN累计去除率分别为35.22%和69.74%,TOC累计去除率分别为15.83%与14.88%.PS-FeSO₄-PRB修复效果明显高于直接注射处理.GC/MS分析表明,处理后产生了对苯醌、偶氮苯以及长链烷烃等产物,导致AN矿化率不高.pH值和Eh连续记录结果表明,PS-FeSO₄-PRB处理能够保持反应体系氧化还原电位和酸碱性的相对稳定.相比直接注射氧化剂,基于PS和FeSO₄-缓释胶囊的PRB处理中地下水的急性毒性更低,二次污染风险更小.     

化学氧化修复二甲四氯污染土壤研究

采用室内实验室模拟研究了过氧化氢、类Fenton试剂和高锰酸钾对土壤中二甲四氯的去除效果,考察了污染物初始浓度对氧化剂去除效果的影响及化学氧化修复对土壤有机质的影响,同时监控氧化过程中的土壤p H和温度变化。结果表明:过氧化氢、类Fenton试剂和高锰酸钾对土壤中二甲四氯均有不同程度地去除。污染物初始浓度对过氧化氢、类Fenton试剂和高锰酸钾有不同程度的影响,其中对高锰酸钾的影响最小。采用不同氧化剂进行氧化修复时,土壤有机质均有不同程度的变化,并且随着氧化剂剂量增加,有机质的含量逐渐降低。不同的氧化剂氧化降解土壤有机物时,土壤p H和温度的变化幅度由高到低顺序为:高锰酸钾过氧化氢类Fenton试剂。     

地下水1,2-二氯乙烷污染静态氧化修复实验

针对地下水1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)污染的修复问题,通过在室内构建受1,2-DCA污染的不同介质条件下的水土固液柱体,应用4种典型的氧化剂进行室内静态氧化修复批实验,分析各氧化剂在不同污染物浓度和不同砂土粒径环境下对砂土固液相中1,2-DCA的修复效果,同时对原位氧化与自然衰减结合的修复方式进行可行性探讨。实验结果表明:所选的4种氧化剂均可有效去除1,2-DCA,但去除率略有不同。污染物浓度越高,反应越强烈;沙土粒径越小,对污染物吸附效果越强。另外,在氧化反应期间,水中菌落总数会急速下降,但随着时间推移和氧化剂的减少,菌落总数回升,菌落数量回升速率与氧化剂剂量有关。氧化剂剂量仍是原位化学氧化与监测自然衰减集成修复方法的关键指标。     

基于地下水中四环素去除的缓释剂构建及其性能

为了有效去除地下水中抗生素等有机污染物,本文首次提出有序介孔氧化锰（O-MnO_x）为活性催化剂和过硫酸钠（Na₂S₂O₈）为氧化剂制备活化过硫酸钠缓释剂,并将其用于地下水中四环素的降解修复过程.通过有序O-MnO_x与H₂O₂和Na₂S₂O₈构建的两种类芬顿催化反应体系,明确了O-MnO_x对过硫酸钠的活化及其对水中四环素优异的降解性能.以O-MnO_x与Na₂S₂O₈为活性组分制备的缓释剂在地下水中可以缓慢释放过硫酸根离子.缓释剂中O-MnO_x加入比例增加,其释放性能减弱,而Na₂S₂O₈加入比例减少,过硫酸根释放速率就会加快.O-MnO_x可以活化过硫酸根溶...     

基于硫酸自由基的高级氧化技术研究及应用进展

由于硫酸自由基(SO4-.)具有很高的氧化还原电位,过硫酸盐(S2O82-)活化高级氧化技术作为一种新型氧化技术在环境工程领域具有巨大应用潜能。介绍了热活化、光活化、过渡金属离子三种活化过硫酸盐产生SO4-.的方式,在环境保护方面的现状研究与应用进展,主要涉及受有机污染土壤和地下水的修复、难降解有机废水和废气的处理,阐述了SO4-.高级氧化技术处理各种有机污染物的机理,指出了基于SO4-.的高级氧化技术在处理应用中存在的局限性和未来发展方向。     

电动力-过硫酸钠修复石油污染土壤及迁移过程

土壤化学修复过程中氧化剂在介质中的迁移过程,是该技术提高氧化降解效率的关键理论依据。该文将电动修复技术与过硫酸盐氧化技术联合,研究直流电场驱动下过硫酸钠在土壤介质中的迁移行为,分析了过硫酸根离子在未污染土壤与石油烃污染土壤中的迁移变化。研究结果表明,石油烃的加入会降低过硫酸根离子在土壤中的迁移速率、迁移量。在石油烃污染土壤中,过硫酸根离子的最大迁移速率为5.76 cm/d,平均浓度最高占投加量的37.68%,与未污染土壤相比,迁移速率降低了16.4%。石油烃的去除率在过硫酸钠投加量为80 g/L时,最靠近阴极投加点的S5区域最高为38%。研究结果可为污染土壤修复技术的优化提供理论支撑。     

磁铁矿活化过硫酸钠降解泥浆体系中的三氯乙烯

研究了磁铁矿活化过硫酸钠技术氧化泥浆系统中三氯乙烯(TCE)的效果.同时,考察了Fe2+、Cl-和HCO-3对TCE降解过程的影响,并采用有机碳含量不同的2种天然土壤,以及用H2O2去除低聚合"软碳"和高温灼烧去除全部有机碳后所得到的2种土壤,考察了有机质含量对TCE降解的影响,检测了反应过程中有机质的变化.结果表明,在中性pH值条件下,磁铁矿活化过硫酸钠是表面活化反应,反应产物为α-Fe2O3,TCE氧化降解过程符合准一级反应动力学方程.在初始TCE浓度20 mg·L-1、磁铁矿投量20 g·L-1时,TCE在48 h后的去除率达到97%.Fe2+对反应有促进作用,Cl-和HCO-3均会对反应起到抑制作用,其中,HCO-3的抑制作用强于Cl-.TCE降解速率受土壤有机质含量影响较大,土壤去除有机质(SOM)后TCE的降解速率明显加快.通过检测有机质变化发现,过硫酸钠对有机质的去除较小,有机质对TCE降解的抑制可能是通过消耗过硫酸钠、表面消耗自由基和对有机污染物的竞争吸附等多种途径引起的.     

双氧化剂光催化降解水中邻苯二甲酸酯类污染物

采用过硫酸钠/双氧水双氧化体系光催化氧化降解水中邻苯二甲酸酯类有机污染物,考察了过硫酸钠/双氧水的投加比例、紫外光强、溶液pH以及邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的初始浓度等因素对降解率的影响,并在优化条件下对降解反应的动力学进行了考察。结果表明:室温下,过硫酸钠和双氧水浓度均为0.2mol/L且体积比为1:1,pH=7.0,光照距离为0.5cm,反应80min,DOP降解率达98%以上,反应动力学研究表明,过硫酸钠/双氧水双氧化体系光催化氧化降解水中DOP反应为表观一级。优于相同条件下两种氧化剂单独使用对DOP的降解效果。     

过硫酸钠缓释材料的释放性能及其对2, 4-二硝基甲苯的降解效果

针对原位化学氧化技术修复土壤和地下水时氧化剂因释放过快而导致的利用率低等问题,通过熔化成型法制备过硫酸钠缓释材料,分析石蜡、硅砂和过硫酸钠不同配比对材料成型度和释放性能的影响,研究缓释过程中溶液pH的变化,探讨其在水溶液中的缓释行为及其对2,4-二硝基甲苯（2,4-DNT）的降解效果.结果表明:当固定过硫酸钠质量为6 g、硅砂质量为18 g、蜡砂比（石蜡、硅砂质量之比）为1:4~1:8时,过硫酸钠缓释材料成型度适中,且过硫酸钠的累积缓释量随着时间的延长而逐渐增大,第31天时过硫酸钠累积释放百分比为74.67%~88.40%,可实现过硫酸钠的持续可控释放.当硅砂质量为18 g、蜡砂比为1:1~1:6时,过硫酸钠累积释放百分比随着过硫酸钠质量的增加而增大,且溶液中的pH呈先降低后上升的变化规律.缓释材料缓释前后实物图和显微镜分析结果显示,过硫酸钠缓释材料的释放是一个由外到内、速率由快变慢最终趋于平稳的过程.过硫酸钠质量为12 g、硅砂质量为18 g、蜡砂比为1:4的缓释材料对2,4-DNT具有较好的降解效果,第16次置换浓度为0.2 mg/L的2,4-DNT水溶液时,2,4-DNT的降解率为56.38%.研究显示,改变制备材料的配比可有效实现缓释材料中过硫酸钠的缓慢释放及对污染物的有效降解,可为原位化学氧化修复土壤和地下水提供理论支撑.