化学氧化法治理焦化厂PAHs污染土壤

针对焦化类工业场地多环芳烃(PAHs)污染土壤治理问题,选取北京某焦化厂PAHs污染土壤,对其进行化学氧化修复治理的室内模拟研究,实验采用高锰酸钾、Fenton试剂、双氧水和过硫酸钠4种氧化剂,测试了氧化剂的土壤氧化剂需求量(SOD),分析了4种氧化剂对15种PAHs的氧化效果以及反应过程中土壤总PAHs浓度和土壤有机质含量(SOM)随反应时间的变化。结果表明,北京某焦化厂PAHs污染土壤过硫酸钠SOD低于高锰酸钾SOD;Fenton试剂和双氧水对PAHs的总去除率分别为59.53%和62.72%,且对三环PAHs的去除率较好,高锰酸钾对PAHs的总去除率为59.24%,对蒽和苯并(a)芘的去除效果较好,活化过硫酸钠对PAHs的总去除率为68.87%;土壤有机质可通过对PAHs的吸附影响氧化剂的处理效果。     

活化过硫酸钠去除长期污染土壤中的TPH

探讨了利用过硫酸钠氧化修复实际污染场地长期高浓度石油类(TPH)污染土壤的可行性。研究了过硫酸钠的活化方式、添加量、添加方式、土壤初始p H等因素对TPH降解效率的影响,并采用探针化合物研究了活化过硫酸钠对TPH的氧化去除机制。结果表明:Fe~(2+)活化方法对TPH去除效果最好,反应24 h最高去除率达40.8%;碱活化效果次之,去除率可达35.2%;过氧化氢活化效果一般,去除率为21%左右;热活化效果较差,去除率仅为15.6%。Fe~(2+)活化过硫酸钠去除土壤中TPH的反应在5 min内基本完成,最佳过硫酸钠用量为2.5 mmol·g-1土,过硫酸钠/硫酸亚铁/柠檬酸投加量之比为4∶1∶1,一次添加氧化剂的方式较多次添加效果好。实验场地土壤初始p H对TPH降解效果影响不大,自由基探针实验证实反应中硫酸根自由基、羟基自由基、还原性物质的存在。对于本场地污染土壤的修复,利用Fe~(2+)活化过硫酸钠修复是较为有效、快速的方法。     

Fe2+-热活化过硫酸钠氧化降解菲及其对土壤的影响

在模拟菲污染土壤中用β-环糊精(β-CD)作为Fe²⁺螯合剂,考察了Fe²⁺-热(45℃)活化过硫酸钠(Na₂S₂O₈)氧化降解菲的效果及其对土壤的影响。结果表明,Na₂S₂O₈∶菲=80、Fe²⁺∶Na₂S₂O₈=1/3、β-CD∶Fe²⁺=1/10(均为摩尔比)时,菲的降解率最高,达85.1%。Fe²⁺活化时主要自由基为SO^-₄·和·OH,而热活化时主要为·OH。根据中间产物推测菲的两条降解途径为：自由基攻击菲的9、10位点生成(1,1’-联苯)-2,2’-二甲醛或攻击2、3位点氧化开环生成2-乙基-6-甲氧基萘,再形成邻苯二甲酸二丁酯,最终矿化为CO₂和H₂O。土壤氧化修复后,pH降低,氧化...     

改性剂协同热脱附多环芳烃污染土壤效率提升研究

通过对多环芳烃(PAHs)污染土壤的异位热脱附实验，探究了碱基类(Ca(OH)₂、CaO、NaOH)、氧化类(过硫酸钠、过氧化苯甲酰、过碳酸钠)和其他类(FeCl₃、CuCl₂、颗粒活性炭)改性剂对PAHs热脱附效率的提升作用，优选最佳改性剂及配比。3类改性剂的优选结果为2.0%(质量分数，下同)Ca(OH)₂、5.0%过氧化苯甲酰和5.0%FeCl₃。添加2.0%Ca(OH)₂在300℃下脱附10 min、添加5.0%过氧化苯甲酰在200℃下脱附60 min或添加5.0%的FeCl₃在150℃下脱附60 min均可使各PAHs组分残留量达到《场地土壤环境风险评价筛选值》(DB11/T 811—2011)的修复标准。添加2.0%Ca(OH)₂对土壤PAHs热脱附去除效果最好，300℃下PAHs热脱附去除率最高，可达96.31%,而5.0%过氧化苯甲酰对PAHs热脱附去除率提升更明显。     

纳米氧化铁与氧化剂对多环芳烃污染农田土壤修复和蔬菜健康风险的影响

采用纳米氧化铁和氧化剂(过硫酸钠 、H2O2)联合技术修复多环芳烃(PAHs)污染农田土壤,分析纳米氧化铁与氧化剂联合修复对小白菜(Brassica chinensis L.)生长、PAHs富集的影响,并进行健康风险评估.结果表明:(1)纳米氧化铁(2.0 g/kg)和H2O2(2 g/kg)联合修复对土壤、小白菜中P...     

电动-氧化修复条件对土壤中多环芳烃和重金属去除的影响探索

电动-氧化修复可同时去除污染土壤中的重金属和有机物,但需要控制合适的条件,因此研究了电动-氧化修复的条件对土壤中多环芳烃(PAHs)和重金属去除的影响。结果表明,阴极安装阳离子交换膜可避免氧化剂与阴极直接接触,提高氧化剂在土壤中的输送效率,PAHs总平均去除率达82.8%,同时可维持土壤pH在中性范围,土壤电导率(EC)变化较小,但对重金属的去除率也较小;控制阴极液pH为酸性,PAHs总平均去除率可达96.2%,对重金属也有一定的去除作用,然而会改变土壤pH和EC。相对来说,阴极安装阳离子交换膜是一种比较可行的电动-氧化修复处理条件,PAHs去除率高,对土壤性质的影响小,但对重金属去除率不高。维持土壤基本性质的基础上,如何同时高效去除PAHs和重金属的条件还需进一步研究。     

上海市某污染场地土壤异位化学氧化修复方案设计

上海市某钢材剪切厂生产过程中机油泄漏等原因导致遗留场地被石油烃(C10～C40)和苯并(a)芘污染.在对场地开展污染状况调查和风险评估的基础上,确定了场地修复工程量和修复方案.采用过硫酸盐氧化+生石灰活化的异位化学氧化技术对污染场地土壤进行修复,确定过硫酸钠和生石灰的添加量都为1.5％(质量分数),根据实际情况控制在1...     

还原剂作用下Cr(Ⅵ)污染土渗透淋滤特性及成分分析

以湖南某铬污染场地中典型污染土壤为对象,采用硫酸亚铁(FeSO₄)和多硫化钙(CaS_x)2种还原剂,开展土壤修复实验和渗透淋滤实验,探讨不同还原剂对铬污染土渗透淋滤特性的影响规律,利用BCR形态提取和X射线衍射分析方法,评估不同还原剂对铬污染土中Cr(VI)的还原效果。结果表明,FeSO₄修复试样的渗透系数随FeSO₄/Cr(Ⅵ)摩尔比的增加呈先增加后降低的趋势,CaS_x修复试样的渗透系数变化呈现相反规律。相同条件下,FeSO₄修复试样的渗透系数较CaS_x修复试样的渗透系数更大,表明CaS_x修复试样的抗渗效果更好。随着还原剂掺量增加,修复试样渗出液中Cr(Ⅵ)浓度随之降低,当FeSO₄/Cr(Ⅵ)摩尔比大于3时,渗出液中Cr(Ⅵ)浓度低于Ⅲ类地下水标准Cr(Ⅵ)浓度基准值0.05mg·L^-1。类似地,当CaS_x/Cr(Ⅵ)摩尔比大于3时,淋滤实验后...     

添加剂对堆肥降解多环芳烃的影响

为了研究多环芳烃(PAHs)污染土壤堆肥修复的加速机制,在人工控温的堆肥装置中以芘、菲和芴为研究对象,采用室内模拟实验的方式研究了添加硫酸钙、过磷酸钙、草炭、竹炭、十二烷基硫酸钠(K12)和十二烷基苯磺酸钠(SD-BS)等对锯末高温堆肥降解污染土壤PAHs的影响。研究结果表明,生物堆肥可以有效的去除土壤中PAHs,堆肥7周后所有处理下芘、菲和芴的降解率基本达到80%以上。不同添加剂处理下芘、菲和芴降解率不同,尤其是添加草炭和竹炭处理中芴和菲在第4周的时候就取得90%以上的降解率,芘在第6周也取得80%以上的降解率,而且氮素的损失率也分别下降了42.6%和36.09%,比其他处理的PAHs降解率和保氮效果都要好。分析其原因,一方面可能是添加不同添加剂对堆肥过程中pH值、有机质(SOM)、总氮(TN)和过氧化氢酶(CAT)都有一定的影响,提高了土壤微生物的活性;另一方面可能是由于草炭和竹炭对氨有良好的吸附性,具有良好的保氮效果,同时也能改善了微生物和目标化合物的接触方式,从而提高了PAHs的降解率。     

菲污染土壤黑麦草/苜蓿间作修复效应

多环芳烃类化合物(PAHs)是环境中普遍存在的持久性有毒有机污染物,因具有强烈的"三致"作用,业已引起各国环境科学工作者的广泛关注,PAHs污染土壤的修复也已成为环境科学与工程领域的研究热点。以菲为PAHs的代表,研究了黑麦草/苜蓿间作对多环芳烃(菲)污染土壤的修复效应。通过温室盆栽模拟实验,观察到5 mg/kg和50 mg/kg污染水平没有明显抑制黑麦草和苜蓿的生长;黑麦草/苜蓿间作促进了植物对土壤菲的吸收,且间作体系根系富集系数大于单作;土壤中菲的可提取浓度随时间的延长逐渐减少,在菲重度污染土壤上,黑麦草/苜蓿间作修复效果明显优于单作,菲去除率可高达90.53%。因此,对于重度PAHs污染土壤该体系是一种有实际应用价值的间作修复体系。     

化学预氧化-生物强化-生物刺激对土壤中菲降解的联合效应

通过室内实验,探究了低浓度过硫酸盐预氧化耦合生物强化或生物刺激技术处理下土壤中菲的降解率和修复效应。结果表明,浓度为0.1 mmol·g~(-1)、温度为50℃热活化的过硫酸钠对土壤中菲7 d的降解率为22.7%。预氧化后,加入高效降解菌和营养物质,强化微生物对菲的降解,继续培育21 d,最终降解率较第7天可提高8.08%～18.59%。同时添加高效降解菌和营养物质N,对土壤中菲的降解促进作用最强,最终降解率可达41.29%,较仅进行化学氧化的对照组和仅进行微生物降解的对照组分别提高17.44%和22.86%,较预氧化后不进行微生物强化的对照组提高12.9%。降解期间,土壤微生物数量和pH呈先下降,后上升趋势,最终维持在相对稳定水平。相关性分析结果表明,土壤中菲的降解率与氧化剂和营养物质N的添加呈显著正相关,土壤微生物数量与pH呈正相关,与氧化剂呈负相关,土壤pH与氧化剂及营养物质P呈负相关。研究结果证实了化学预氧化耦合生物强化和生物刺激技术能有效促进微生物对菲污染土壤的修复。     

菌源对多环芳烃降解菌的筛选及降解性能的影响

高效降解菌的筛选对利用生物修复技术有效去除环境中的多环芳烃具有重要意义。分别以石油污染土壤和焦化废水活性污泥为菌源,分离出芘降解菌和混合PAHs(菲、荧蒽和芘)降解菌共14株并对其降解性能进行对比研究。结果表明,筛选得到的菌株分别属于9个菌属,其中2种菌源共有的菌属为Mycobacterium sp.、Ralstonia sp.和Shinella sp.。芘和PAHs的高效降解菌(CP16和CM32)均属于分支杆菌属(Mycobacterium),来源于焦化废水活性污泥;菌株CP16对芘(50mg/L)的7 d降解率为74.99%,CM32对PAHs(菲50 mg/L、荧蒽和芘各10 mg/L)的7 d降解率为100%。因此,以焦化废水活性污泥为菌源更有利于获得高效的多环芳烃降解菌。     

不同化学氧化剂对氯苯类污染土壤修复效果比较

采用不同投放方式、不同水土比、不同氧化剂量对比研究高锰酸钾、过硫酸钠、过氧化氢以及Fenton试剂4种常见强氧化剂对土壤中氯苯类污染物的去除效果。结果表明,泥浆化投放方式好于喷洒;水土比的增加对去除效果有促进作用;不同氧化剂对定量氯苯类污染物的去除存在各自的最佳投放剂量。4种常见强氧化剂对土壤中氯苯类污染物去除效果较好的是过硫酸钠与高锰酸钾,高锰酸钾处理后因回收液中含有部分污染物,因而不能有效地将污染物氧化从环境中去除。过硫酸钠以喷洒为投加方式、水土比2∶10、投放剂量0.16 mmol/g时对模拟污染土壤中氯苯类的去除率能达94%以上;过硫酸钠与土壤制成泥浆方式、水土比为10∶1、投加量0.15 mmol/g时,对氯苯类去除率达95%以上,其中氯苯去除率高于邻二氯苯。     

活化过硫酸钠原位修复浅层石油烃类污染土壤的模拟研究

以过硫酸钠为氧化剂,硫酸亚铁为活化剂,通过箱体实验,结合农业滴灌技术,原位化学氧化修复浅层石油烃(TPH)污染土壤,考察修复过程中土壤TPH、含水率、电导率、pH的变化情况。结果表明,硫酸亚铁活化过硫酸钠对土壤中TPH具有较好的去除作用,通过40d的原位修复处理,表层土和中层土中的TPH去除率分别达到44.6%、44.1%;修复过程中,表层土含水率、电导率呈先上升后下降的趋势,中层土含水率、电导率则先上升后波动变化,表层土、中层土pH均呈先下降后上升的趋势;土壤TPH与含水率、电导率、pH间均存在相互制约的关系。     

固废拆解场污染土壤中多环芳烃降解菌的筛选鉴定与降解特性

以腐植酸(HA)溶液为吸附剂、从受多环芳烃污染的土壤中分离出来的降解菌制成为生物修复剂,以多环芳烃(PAHs)萘、菲、芘、荧蒽、苯并蒽、苯并芘为土壤污染物,对PAHs污染土壤进行修复实验。目的是筛选与分离吸附于HA的PAHs降解菌,研究HA与降解菌的协同效应对PAHs的降解效率的影响。用经过HA吸附的PAHs富集分离培养出1株高效降解菌株,命名为Tzyx3,鉴定其为解脂耶氏酵母菌(Yarrowia lipolytica)。15 d后,土壤中萘、菲、芘、荧蒽、苯并蒽、苯并芘的降解率分别为90.7%、91.0%、74.7%、86.9%、84.7%和74.7%,表明Tzyx3和HA在PAHs污染土壤中存在协作关系,Tzyx3能够直接利用HA对土壤中的多环芳烃进行降解。     

大豆、龙葵单作和间作对芘污染土壤的修复

土壤多环芳烃(PAHs)污染控制是当前土壤污染防治与保护的热点问题。采用室内盆栽实验,选择PAHs中具有代表性的四环化合物芘(Pyrene)作为研究对象,研究了大豆、龙葵单作和间作对不同浓度芘污染土壤的修复效果。结果表明:低浓度的芘(10 mg/kg)在一定程度上促进了大豆的生长,而高浓度的芘(250 mg/kg)则对大豆的生长有抑制作用;龙葵的生长没有受到芘污染(10~250 mg/kg)的影响;间作对大豆、龙葵的生长均有不同程度的促进作用。污染物芘在大豆和龙葵(成熟期)中的分布情况是:地下部分地上部分;间作并未对大豆、龙葵中的芘含量造成显著影响。同一污染水平下,不同种植模式的修复效果为:大豆-龙葵间作大豆单作龙葵单作无植物对照。因此,大豆-龙葵间作是一种既能有效修复芘污染土壤,又能充分利用污染土地资源的修复模式。     

盐环境下降解菌群对芘的降解特性研究

以芘为多环芳烃(PAHs)的代表物,利用1.0%盐度的无机盐培养基从石油污染土壤中富集出高效嗜盐PAHs降解菌群。通过DNA测序鉴定,菌群中对芘起重要降解作用的是Rhodanobacter、Pseudomonas、Mycobacterium,3者碱基比例达到31.82%。14d内,萘、菲、荧蒽、芘、苯并[a]芘5种PAHs的挥发损耗均可忽略不计。筛选得到的菌群降解芘的最佳条件为:酵母粉质量浓度为120mg/L,盐度不超过1.0%,无需额外添加甲基-β-环糊精。筛选出的降解菌群对芘的最佳降解条件可用于降解萘、菲、荧蒽和苯并[a]芘等其他PAHs,但随着PAHs环数增加,分子量增大,降解率降低。在最佳条件下降解14d时,萘、菲、荧蒽、芘、苯并[a]芘5种PAHs的降解率可分别达100.00%、85.48%、51.92%、56.28%、50.45%。     

醇类淋洗剂淋洗修复多环芳烃污染土壤

异位土壤淋洗技术是一种有效的污染土壤修复技术。以菲和苯并[a]芘为目标污染物,选取醇类作为淋洗剂,考察了醇种类及浓度、淋洗剂用量、淋洗时间、淋洗温度、淋洗次数对污染土壤(菲和苯并[a]芘质量浓度分别为82.5、4.3mg/kg)淋洗效果的影响。结果表明:修复的最佳条件为正丙醇体积分数40%、淋洗剂用量20mL、淋洗温度20℃、淋洗时间60min、重复淋洗2次,此时菲和苯并[a]芘的去除率分别达到93.05%、86.85%。     

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。     

过渡金属离子活化过硫酸盐去除土壤中的芘

比较研究了Fe~(2+)、Co~(2+)和Ag~+活化Na_2S_2O_8及KHSO_5对土壤中芘的氧化降解效果,并对上述反应过程进行动力学研究及芘降解产物成分分析。在土水质量比为1∶5,氧化剂和过渡金属离子添加摩尔比为10∶1,30℃恒温水浴磁力搅拌及反应时间5~120 min条件下开展了系列实验。结果表明,3种离子中Fe~(2+)活化Na_2S_2O_8氧化降解芘的去除效果最优,反应120 min后芘去除率为93.4%;Co~(2+)是活化KHSO_5的最佳过渡金属离子,反应5 min后芘去除率达94.5%,在反应120 min后芘去除率增高至97.0%。此外,降解动力学拟合结果表明Fe~(2+)、Co~(2+)和Ag~+活化Na_2S_2O_8和KHSO_5降解芘的过程符合准一级反应动力学,且土壤中绝大部分芘可被活化过硫酸盐体系氧化降解。