异位类Fenton化学氧化在多环芳烃污染场地修复中的应用

多环芳烃作为土壤的主要污染源之一,其修复技术的研究对土壤可持续利用具有重要的意义;但目前的研究主要基于室内小试实验,对具体修复技术在实际现场中的应用少有报道。基于上海青浦区西虹桥沈海高速东侧17-02污染场地的工程实践,结合室内实验,详细地介绍了原场异位类Fenton化学氧化修复多环芳烃污染土壤施工工艺。处理结果表明：以柠檬酸为催化助剂的类Fenton化学氧化能够有效地处理场地污染土壤中的苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并(b)荧蒽和茚并(1, 2, 3-cd)芘等超标污染物;修复后场地土壤各项物理指标相比修复前变化较小;同时,类Fenton氧化反应放热,修复过程中土壤微生物能够将有机柠檬酸快速降解,有效降低了化学氧化对土壤pH的影响。     

Fenton和类Fenton氧化处理地下水中BTEX及其动力学

研究比较Fenton试剂和类Fenton试剂氧化处理地下水中苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)的效果及动力学.结果表明,Fenton氧化处理BTEX较类Fenton效果好,且反应过程中体系均处于强氧化环境,pH值维持在3左右;Fenton和类Fenton氧化去除BTEX过程均符合二级反应动力学方程:1/C=kt+1/C...     

Fenton试剂氧化苯酚的影响因素与过程研究

考察了H2O2与Fe^2＋剂量、反应时间、初始pH值、无机离子（Cl^-、SO4^2-）和进料方式对Fenton氧化降解苯酚效率的影响,测定了Fenton试剂氧化苯酚过程中的Fe^2＋和高锰酸钾消耗量。实验结果表明,在H2O2与Fe^2＋剂量分别为20和2mmol／L、初始pH为4．00、反应30min的条件下,酚去除率约为97％,COD去除率约为87％。并获得了在初始pH值为4．00时的COD去除率最高;Cl^-的存在将显著降低COD的去除率;SO4^2-对COD去除无显著影响;分批次加入药剂对COD去除效果明显优于一次性加入。在Fenton发生反应的第1min,Fe^2＋浓度可降低到初始浓度的65％左右,大约在20minFe^2＋浓度降到最小值（H2O2接近耗尽）,然后随着反应的继续再增大,这说明了中间产物还原Fe^3＋作用的存在。     

Fenton试剂氧化降解水中的盐酸四环素

利用Fenton试剂对水中盐酸四环素（TC）氧化降解,考察H2O2/Fe2+（摩尔比）、Fenton试剂投加量、溶液pH值对盐酸四环素去除的影响,研究了盐酸四环素降解过程及动力学特征。研究结果表明：对于初始浓度为0.10 mmol·L-1的盐酸四环素,最优反应条件为pH值3.0,H2O2/Fe2+=10：1（物质的量之比）,H2O2施加量1.58 mmol·L-1。在该条件下反应60 min,盐酸四环素降解率达88.47%,对应TOC去除率为18.48%;紫外可见光谱扫描结果表明氧化过程中盐酸四环素的共轭结构被首先破坏;分别采用一级和二级动力学方程拟合降解过程,结果表明反应过程遵循二级动力学模型。     

Fenton试剂和活化过硫酸钠氧化降解土壤中的二氯酚和三氯酚

氯酚类物质（chlorophenols, CPs）在环境介质中广泛存在且具有很强环境毒性。为探究化学氧化修复场地氯酚类污染的可行性,通过室内实验、模拟搅拌实验、现场中试,开展应用Fenton试剂和活化过硫酸钠氧化降解土壤CPs的研究。结果表明,化学氧化可有效降解土壤中的CPs,在氧化剂用量和CPs总量摩尔比为15:1时,CaO活化Na2S2O8能高效降解土壤中的二氯酚（2,4-DCP）和三氯酚（2,4,6-TCP）,室内实验和现场中试的去除率均达90%以上,处理后的2,4-DCP和2,4,6-TCP浓度均低于《展览会用地土壤环境质量评价标准》（HJ 350-2007）A类标准限值。Fenton试剂在室内实验中降解率达90%以上,但现场中试对2,4-DCP和2,4,6-TCP的降解率仅为66.1%、23.8%,处理后2,4-DCP浓度仍超过A类标准限值1倍以上。此外,在修复过程中,约70%的2,4-DCP、2,4,6-TCP会向液相转移,因此,需要关注修复系统引入水后污染物向液相中的转移可能造成的二次污染。研究结果可为氯酚类污染土壤的修复提供新思路,并为实际工程应用提供理论依据。     

CuO/γ-Al_2O_3类Fenton试剂降解丁基黄药

CuO/γ-Al2O3类Fenton试剂是降解丁基黄药的优良试剂。该试剂与传统的Fenton试剂相比,提高了反应的pH值,可在较高pH（4~5）条件下反应,而传统的Fenton试剂的适宜pH值一般在3以下。采用单因素实验和正交实验相结合的方法研究了pH、催化剂投加量、过氧化氢投加量以及反应时间对丁基黄药降解效果的影响,并对催化剂的使用寿命进行了探讨。研究结果表明,反应的最佳条件为：pH为4~5,催化剂投加量为6 g/L,过氧化氢用量为30 mg/L,反应30min。在此反应条件下,丁基黄药的降解率达98%以上;影响丁基黄药降解效果的因素大小顺序为：pH〉反应时间〉H2O2用量〉催化剂投加量,其中pH对CuO/γ-Al2O3类Fenton试剂降解丁基黄药的影响最为显著。     

电生成Fenton试剂光催化降解孔雀石绿的研究

为了提高染料废水的处理效果,采用电生成Fenton试剂光催化氧化系统对孔雀石绿模拟印染废水进行了降解研究,通过与无光照时的对比实验发现:光照能明显加快电生成Fenton试剂对孔雀石绿印染废水的降解脱色速率,20 min内脱色率达到98%以上,40 min内COD去除率达到80%以上,同时通过红外光谱、紫外-可见光谱等手段研究了光照与电生成Fenton试剂的协同作用,初步探讨了电生成Fenton试剂光催化降解孔雀石绿印染废水的反应机理,很好地实现了光催化与电化学氧化降解技术的联合应用。     

Fenton试剂对富营养化湖水黑臭的氧化降解作用

通过室内实验,研究Fenton试剂对富营养化水体黑臭物质氧化降解作用。实验结果表明,在黑臭的富营养化水中投加Fenton试剂20 min后,水体臭味明显降低,90 min后水体臭味全部消除;水体浊度、色度有显著改善,水体浊度、色度去除率分别达73.73%和93.11%,显著高于对照组的53.4%和22%;水体溶解氧量显著提高;水体的pH值保持在7左右。鱼类毒理实验结果表明,最佳剂量的Fenton试剂对实验鱼类无急性毒性作用。     

Fenton试剂氧化降解聚丙烯酰胺污水及其反应动力学研究

采用Fenton试剂氧化处理聚丙烯酰胺(HPAM)污水取得了良好的效果.通过正交试验得到了Fenton试剂各影响因素的影响权重,并通过单因素实验确定了最佳实验条件.研究了Fenton试剂中各影响因素的作用机制,在最佳实验条件下,HPAM的降解率能达到近89%.针对Fenton试剂氧化处理HPAM的反应特性,深入研究了反应动力学模型,确定反应为一级反应.     

工业化规模生物堆修复焦化类PAHs污染土壤的效果

现场建立处理能力为450 m3工业化规模的生物堆对焦化类PAHs污染土壤进行为期8个月的修复,运行过程中控制土壤C∶N∶P=100∶10∶1、水分10%～20%(质量百分比)、堆内氧气不低于7%(体积百分比)。结果表明:O2与CO2浓度呈负相关。系统连续运行时,微生物数量增加至107数量级,高出自然状态下土壤中微生物数量1～2个数量级。除NO3-在运行后期显著增加外,其余土壤因子均无明显变化。PAHs的降解主要出现在前6个月,之后进入"拖尾"阶段,土壤中各PAH浓度基本不再降低。运行结束后,堆体0.5 m处土壤中含2、3、4、5和6个苯环PAHs的降解率分别介于56.3%～99.5%、34.8%～71.6%、30.7%～40.6%、28.6%～39.2%和39.3%,16种PAHs的平均去除率为65.1%。1.5 m处土壤中含2、3、4、5和6个苯环PAHs的降解率分别介于50.9%～99.8%、57.7%～60.9%、55.9%～63.0%、27.3%～57.1%和52.2%,16种PAHs的平均去除率为71.4%。     

腐植酸对多环芳烃在污染土壤中淋出及截留分解的效果研究

多环芳烃是固废拆解地一类污染较严重的有毒有机物质,用腐植酸作表面活性剂淋洗污染土壤起到较好的增溶及截留分解污染物的作用,达到修复污染土壤的目的。实验结果表明,随着腐植酸加入量的增加,菲、萘、荧蒽、芘和∑PAHs的淋出量显著提高,在污染红壤中最大淋出率分别为52.9%、70.1%、30.5%、46.1%和42.8%,在污染水稻土中最大淋出率分别为51.8%、67.3%、35.0%、38.3%和35.5%,同时多环芳烃的截留分解率也相对较高,而污染红壤和水稻土的总修复率分别达到56.3%和49.8%。     

PAHs污染土壤的热修复可行性

以某煤制气厂污染场地中16种US EPA优先控制多环芳烃（Σ16 PAHs）为目标污染物进行了热修复批量实验和可行性实验。热修复批量实验结果表明,当热修复温度为400 ℃、加热时间为8 h时,土壤中的Σ16 PAHs去除率达99.9%。热修复可行性实验选择重污染、中污染和轻污染土壤以400 ℃作为目标温度,恒温72 h进行实验。热修复前后不同程度污染土壤的Σ16 PAHs的总去除率均可达到99.9%,但重污染土壤浓度非常高,部分苯并类物质未达到修复目标值,需进一步延长加热时间或提高加热温度保证达到修复目标值。土壤土工参数影响分析结果表明,热修复后土壤颗粒粒径呈增大趋势,土壤稳定性、抗压强度均增强。此外,土壤中可溶性盐含量增多,盐渍化程度增大。     

微波修复氯丹污染土壤中氯丹降解的影响因素研究

对微波修复氯丹污染土壤进行研究,重点考察了含水率、微波辐射时间、碱浓度、活性炭添加量和土壤量对其中氯丹降解的影响。结果表明:(1)总体上,氯丹降解率随着含水率的增加而先增加后减少,随着微波辐射时间的延长而增加。当含水率为20%、微波辐射15min后,α-氯丹和γ-氯丹的降解率分别增加到65%和56%。(2)总体上,氯丹降解率随着微波辐射时间的延长而不断增加,7min后氯丹的降解过程基本趋于平衡。10mol/L氢氧化钠溶液存在条件下氯丹降解效果最好,15min时α-氯丹和γ-氯丹的降解率分别为94%和82%。(3)氢氧化钠溶液最佳摩尔浓度为10mol/L。(4)添加1.0g活性炭条件下,氯丹降解率随着微波辐射时间延长而迅速增加,15min时α-氯丹和γ-氯丹的降解率分别为98%和94%。(5)当土壤和活性炭的质量比固定为15∶1时,随着土壤量的增加,氯丹降解率明显增加。     

一株多环芳烃降解菌的筛选及其降解特性

微生物修复是治理土壤多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)污染的主要方法,而高效降解菌筛选是微生物修复技术的重要基础。从北京焦化厂土壤中筛选分离得到一株PAHs降解菌Q3,通过生理生化和16S rDNA等分析手段鉴定其为Rhodococcus rhodochrous。结果表明：该菌株对芘的耐受能力较强,可降解初始浓度为200 mg·L⁻¹的芘;该菌株具有降解广谱性,可利用苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、二苯并[a,h]蒽、苯并[g,h,i]苝等9种PAHs为唯一碳源进行代谢,特别是对苯并[a]芘等高环PAHs具有较好的降解效果;此外,该菌株可有效降解模拟液中的混合PAHs,并且对野外被PAHs长期污染的土壤具有较好的强化修复效果。投加菌株处理后的处理组与对照组相比,土壤PAHs总去除率提高了24%。以上结果表明该菌株对环境中被PAHs污染的土壤具有较好的强化修复潜力,可为PAHs污染土壤的微生物修复技术提供技术参考。     

Fenton试剂处理有机氯农药废水的研究

研究了Fenton氧化法预处理有机氯农药废水的反应特性.通过正交实验确定了氧化反应各种影响因子的最佳操作条件.在此条件下,废水1、2的COD去除率分别为47.8%和87.9%;色度去除率分别为84.4%和99.4%.Fenton试剂处理后,2种废水的可生化性也得到了提高.在各影响因子与COD去除率的关系曲线基础上,分析了废水中各影响因子的作用机理.     

Fenton试剂处理有机氯农药废水的研究

研究了Fenton氧化法预处理有机氯农药废水的反应特性.通过正交实验确定了氧化反应各种影响因子的最佳操作条件.在此条件下,废水1、2的COD去除率分别为47.8%和87.9%;色度去除率分别为84.4%和99.4%.Fenton试剂处理后,2种废水的可生化性也得到了提高.在各影响因子与COD去除率的关系曲线基础上,分析了废水中各影响因子的作用机理.