表面活性剂强化甲基营养型芽孢杆菌修复柴油污染土壤

使用吐温80(Tween80)、鼠里糖脂(RL)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十二烷基苯硫酸钠(SDS)强化甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)修复柴油污染土壤,研究了表面活性剂对甲基营养型芽孢杆菌的影响。结果表明:甲基营养型芽孢杆菌可以较好地降解柴油,但由于土壤的吸附,土壤中柴油的修复效率较低,仅为22.68%;因此,需要使用表面活性剂进行强化。浓度为3 000 mg·L~(-1)的SDBS和SDS、2 000 mg·L~(-1)的Tween80、500 mg·L~(-1)的RL具有较好的洗脱效果。微生物毒性实验表明,Tween80和RL对甲基营养型芽孢杆菌具有促进作用,可以用于强化修复柴油污染土壤。2 000 mg·L~(-1)Tween80强化甲基营养型芽孢杆菌修复柴油土壤的修复效果(46.11%)优于500 mg·L~(-1)RL的修复效果(45.32%),同时具有较好的经济性,具有较好的应用前景。     

表面活性剂洗脱/类Fenton氧化对六氯苯污染黑土的处理

以人工模拟六氯苯污染黑土土壤为对象,利用表面活性剂洗脱法和类Fenton试剂氧化法研究了土壤中六氯苯的去除效果及影响因素。结果表明,3种表面活性剂对黑土土壤中的六氯苯均有一定的洗脱效果,5.0 g·L~(-1)的Tween80、Triton X-100和SDBS对六氯苯的洗脱率分别为75.26%、67.39%和50.18%。利用类Fenton试剂对土壤洗脱液中的六氯苯进行氧化处理,其催化剂类型及浓度、氧化剂的浓度及添加方式、温度、反应时间及pH值等因素均对洗脱效果产生不同程度的影响,当Fe2(SO4)3浓度为0.08 mol·L~(-1),H_2O_2添加量为0.5 mol·L~(-1),温度为30℃,pH值为5.0,反应时间为60 min时,类Fenton试剂可氧化去除土壤洗脱液中80%左右的六氯苯。在该处理条件下,土壤洗脱液中COD的去除率可达到80%左右,洗脱液的水质及其可生化性得到了明显的改善。     

4种表面活性剂及其混合物对p,p'-DDT污染土壤洗脱效果

为了研究表面活性剂对p,p'-DDT污染土壤的淋洗效果,选取了4种阴、非离子表面活性剂,对人工p,p'-DDT污染土壤进行单一和复配洗脱实验。结果表明,对于人工p,p'-DDT污染土壤,阴离子表面活性剂洗脱效果优于非离子表面活性剂,其中阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和鼠李糖脂(RL)的洗脱效果较好,添加量为15 000 mg·L~(-1)时洗脱率分别达到44.5%和36.5%,均优于非离子表面活性剂吐温80(TW80)(30.4%)和曲拉通100(TR100)(20.3%);研究还表明非离子表面活性剂在添加量达到10 000 mg·L~(-1)后,继续增加表面活性剂浓度,洗脱效果提升不明显。混合表面活性剂体系中,总添加量为10 000 mg·L~(-1)时,SDS-TW80混合体系对p,p'-DDT的洗脱率为42%,高于SDS-TR100(34.9%)、RLTW80(33.4%)和RL-TR100(37.4%),表面活性剂混合体系对于p,p'-DDT的淋洗有明显的协同作用。     

重金属-多氯联苯复合污染土壤同步洗脱

电子垃圾拆解区土壤具有重金属与有机物复合污染的特性,尤其以Cu、Pb、Cd和多氯联苯(PCBs)的复合污染较为突出。为了同步脱除土壤中重金属与PCBs,选用增溶物质:Tween 80、TX-100、SDBS、β-环糊精与螯合剂柠檬酸依次组合进行复合污染土壤淋洗实验,应用批量平衡震荡法研究它们对重金属(Cu、Pb、Cd)与PCBs(Aroclor 1254)的洗脱效果。通过比较洗脱效果、环境友好性等方面,得出非离子表面活性剂Tween 80与天然螯合剂柠檬酸2种淋洗剂复合最佳;进一步研究两者的淋洗先后顺序、浓度配比、洗脱时间及淋洗剂p H对污染土壤洗脱效果的影响,结果表明,在Tween 80和柠檬酸均为10 g/L、p H=6、淋洗时间12 h时淋洗效果达到最佳,对Cu、Pb、Cd及PCBs的洗脱率分别达到98.77%、55.92%、66.82%和58.01%。因此,利用Tween80和柠檬酸组合可同时有效去除土壤重金属和PCBs,是复合污染土壤淋洗修复的有效淋洗剂。     

SDBS在土壤中的吸附及对淋洗柴油效果的影响

为考察污染土壤淋洗修复过程中表面活性剂的动态吸附解吸过程及其对淋洗效果影响,以北京潮土为例,采用土柱淋洗实验,对4种浓度(600、1 800、3 000和4 200 mg·L~(-1))的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)淋洗柴油污染土壤的过程进行模拟。结果表明,土柱淋洗过程中北京潮土对SDBS的吸附过程可分3个阶段:快吸附阶段、慢吸附阶段及动态平衡阶段。吸附动力学较好地符合颗粒内扩散方程。SDBS淋洗柴油污染潮土时,初期由于表面活性剂在土壤中的吸附未达到平衡而无法在溶液中形成胶束,导致淋洗液中柴油浓度很低。此后SDBS在土壤中的吸附逐渐达到平衡状态,溶液中SDBS的浓度超过临界胶束浓度(CMC)开始形成胶束,土壤中残留的柴油开始大量解吸。淋洗液中柴油浓度总体呈先升到峰值,而后呈锯齿状波动下降的变化规律。淋洗到400 h时,4种浓度SDBS溶液对柴油的去除率分别为1.06%、1.52%、25.55%和27.99%,柴油去除率与表面活性剂浓度呈正相关。但表面活性剂浓度过高时,会降低土柱中土壤渗透系数,导致淋洗流量显著降低,采用SDBS淋洗柴油污染潮土时,表面活性剂浓度在3 000~4 200 mg·L~(-1)较佳。     

混合洗脱剂对土壤中重金属和多氯联苯的同步高效洗脱

针对电子垃圾拆解、焚烧场地周边污染土壤中的重金属和疏水性有机物的复合污染问题,对重金属和有机物同步高效洗脱方法进行了研究。将皂素、吐温-80和柠檬酸按照不同浓度配比组合并制成混合洗脱剂,采用批量平衡振荡的方法,研究其对Cu、Pb、Cd和多氯联苯(PCBs)复合污染土壤的洗脱效果,以及浓度配比、p H和洗脱时间对洗脱效果的影响,并找出最优的洗脱条件。结果表明:在混合洗脱剂中皂素、吐温-80和柠檬酸的浓度分别为12、10和5 g·L~(-1),p H值为5,批量平衡振荡洗脱时间为6 h的条件下,洗脱效果最佳,对Cu、Pb、Cd和PCBs的洗脱率分别为88.32%、82.75%、94.89%和80.56%,实现了复合污染土壤中重金属和疏水性有机物的同步高效洗脱。     

表面活性剂CMC对石油烃污染土壤的增溶

研究了表面活性剂羧甲基纤维素钠(carboxyl methyl cellulose,CMC)对土壤中石油污染物的增溶作用。通过批实验,对比研究了CMC和十二烷基苯磺酸钠SDBS 2种表面活性剂的增溶效果,探究了CMC浓度、pH、盐度及回用次数对土壤中石油烃增溶效果的影响。研究结果表明,当CMC浓度为0.5%,增溶时间为24 h时,对TPHs浓度为17 695 mg·kg~(-1)的污染土样,TPHs洗脱率高达60%以上。碱性环境有利于石油烃的洗脱,酸性体系会抑制石油烃的洗脱;增溶作用随盐度的增大而显著增大。在利用CMC对污染土壤进行增溶洗脱时,对于TPHs高浓度污染土壤,可以选择将其洗脱液回用1次或者2次;对于TPHs较低浓度污染土壤,可以选择将其洗脱液回用于较高浓度的污染土壤。     

复合污染土壤中十溴二苯醚、铜的同步洗脱

为探究螯合型表面活性剂N-十二酰基乙二胺三乙酸钠盐(LED3A)应用于重金属-十溴二苯醚(BDE209)复合污染土壤洗脱修复的可行性,采用批平衡振荡实验法,研究LED3A对复合污染土壤中Cu和BDE209的同步洗脱效果,考察洗脱时间、洗脱液浓度、pH等对洗脱率的影响.结果表明:LED3A对Cu单一污染土壤、BDE209...     

EDTA/纳米羟基磷灰石联合修复重金属污染土壤

土壤淋洗可能导致残留重金属活化,采用淋洗/钝化联合修复重金属污染土壤可在一定程度上减少这一影响。研究了EDTA淋洗、纳米羟基磷灰石钝化及两者联合修复对土壤重金属洗脱率、TCLP浸出浓度、化学形态分布的影响,构建了涵盖土壤重金属残留量、生物有效性和生理毒性的环境风险评价方法,对淋洗、钝化及其联合修复进行了评价。结果发现,EDTA淋洗对Pb和Cu的洗脱效果较好,对Zn浸出浓度的削减率较高。当EDTA投加量为2 g·L~(-1)时,Zn的浸出浓度降低了70.40%。纳米羟基磷灰石对Pb和Zn具有较好的钝化效果,对Cu和Cd的钝化作用相对较弱。当纳米羟基磷灰石投加量为2%时,Pb浸出浓度削减率高达89.65%。淋洗/钝化联合修复大幅度降低了Pb和Cd的浸出浓度,降低了可还原态Cu残留量、可还原态和残渣态Cd残留量,以及弱酸提取态和可还原态Zn、Pb残留量。当EDTA和纳米羟基磷灰石投加量分别为1 g·L~(-1)和1%时,土壤重金属总环境风险削减率达到74.12%。EDTA对土壤中Cu和Cd的洗脱效果较好,后续钝化修复作用有限,Pb和Zn则可通过淋洗/钝化联合修复大幅度提高削减环境风险削减率。     

强化生物通风修复过程中柴油衰减规律及其影响因素研究

强化生物通风技术对于修复因地下储油罐泄漏引起的土壤污染具有很大的应用前景。通过室内土柱模拟柴油泄漏污染土壤,从土柱中总石油烃（total petroleum hydrocarbon,TPH）剖面分布随时间的变化及降解模式角度,分析了其自然衰减和强化生物通风过程。结果表明：初始柴油浓度直接影响着各柱在自然衰减和强化生物通风过程中柱内的残余TPH平衡分布曲线的形状和浓度峰值位置;在前期自然衰减过程中（约1个月）,当土壤中的柴油浓度为5 000～40 000 mg油/kg土时,整个柱内TPH变化的主要原因是重力扩散迁移的结果;当土壤中的柴油浓度≤5 000 mg油/kg土时,其TPH的变化不仅是重力扩散迁移作用的结果,生物降解作用也存在;通风约2个月后,抽提作用对于保持土柱上部柴油浓度稳定变化的意义较为突出。     

不同洗脱剂对有机氯农药污染场地土壤修复效果比较

为了筛选出能有效修复有机氯农药污染土壤的洗脱剂,选取了16种洗脱剂对2种复合有机氯农药(六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)、氯丹和灭蚁灵)污染场地土壤进行超声洗脱修复。结果表明,对于HCHs和DDTs复合污染土壤,乙酸乙酯和丙酮对HCHs的洗脱率最高,分别为87.6%和87%,其余有机溶剂对其洗脱率也在70%以上。乙酸乙酯和丙酮对于DDT仍为最优,分别为86.9%与78.4%,其余有机试剂对DDT的洗脱率在60%以上。相对于有机溶剂,表面活性剂对HCHs和DDTs复合污染土壤的洗脱效果不好,总洗脱率均低于4%。同样,对于氯丹和灭蚁灵复合污染土壤,有机溶剂的洗脱效果也明显优于表面活性剂。有机溶剂对灭蚁灵的洗脱率,除了正丙醇较低(63.5%)外,其余均在80%左右。对氯丹的洗脱率,除石油醚(59.6%)、正己烷(49.3%)和正丙醇(42%),其余均在70%以上。相同摩尔浓度的表面活性剂中,吐温80对氯丹的洗脱率为54%,环糊精为20%,鼠李糖脂和曲拉通100为13%左右,其余则小于5%,吐温80对灭蚁灵的洗脱率为29.6%,曲拉通100的为12.4%,鼠李糖脂为5.7%,其余则更低。因此,高效低毒的有机试剂,如乙酸乙酯、丙酮和乙醇等可作为有机氯农药污染土壤修复的首选。     

蓖麻油衍生微乳液对菲的增溶和洗脱作用及其对菲污染土壤的修复机理

比较研究了蓖麻油硫酸盐(SCOS)与普通表面活性剂Triton X-100(TX100)、Tween 80(TW80)、Brij35、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十二烷基硫酸钠(SDS)等对菲的增溶和洗脱作用.结果表明,菲表观溶解度与SCOS的浓度呈单一线性关系,SCOS微乳液对菲的增溶比SR=0.0314为最大,菲在微乳相和水相之间的分配系数logKem=4.44,大于菲在胶束相和水相之间的分配系数(logKmc).1:10土-水体系下,SCOS微乳液对菲污染土壤的清洗速率最快,清洗效率最高.SCOS有望成为土壤有机污染淋洗修复的增效试剂.     

不同化学还原体系下铬污染土壤的处理效率

以某场地两种典型铬污染土壤(Soil A和Soil B)为研究对象,探讨了不同药剂对土壤Cr~(6+)的还原效果以及洗脱效果。结果表明,Na_2S较FeSO_4对土壤中Cr~(6+)有更好的还原效果,还原率和总还原效率均可大于99%;具体工艺参数为:Na_2S添加倍数5倍且pH值5~7。FeSO_4和Na_2S对Cr~(6+)均有很好的洗脱效果,可将两种土壤洗脱液中Cr~(6+)还原完全(未检出);具体工艺参数:FeSO_4添加倍数5倍且pH值5~7或者Na_2S添加倍数5倍且pH值5。综合考虑还原和洗脱效果,最优的工艺参数为Na_2S添加倍数5倍且pH值5。通过经济性分析,处理1 t污染土壤Soil A和Soil B的药品费用分别为3.55元和59.52元。     

载气含氧量及污染物浓度对土壤石油烃热脱附效率的影响

石油烃(TPHs)在土壤中难以降解,并具有生物毒性,异位热脱附(ESTD)在修复石油烃污染土壤方面极具应用潜力。采用实验室模拟异位热脱附装置,研究了热脱附载气含氧量及土壤石油烃污染浓度对可萃取石油烃(EPHs)中柴油段(DRO)和重油段(ORO)的5种组分去除率的影响。结果表明:在初始浓度为5 000～20 000mg·kg~(-1)时,在20 min内的脱附率均不超过50%;当初始浓度增加到40 000 mg·kg~(-1)、脱附时间为20 min时脱附率可以达到68.2%。热脱附时间为50 min时,40 000 mg·kg~(-1)污染土壤的残余浓度为407.1 mg·kg~(-1)。DOR组分相同时间的脱附率随污染浓度的升高而升高,ORO组分在50 min之内不能完全脱附,脱附率随着污染物浓度上升会出现先增大后减小的趋势。在250℃时,DRO中3个组分的去除率均随着气氛含氧量的增加而呈现明显的增长趋势。在400℃条件下,ORO中2个组分分别在含氧量为12%和15%时达到最高的去除率。本研究结果可为ESTD技术修复不同浓度的石油烃污染土壤的工程设计参数提供参考。     

柴油降解菌的筛选、菌群构建及其对柴油和十五烷的降解机理

针对柴油污染土壤生物修复技术效率低的问题,通过构建高效降解菌群修复柴油污染的土壤,采用组合优化和正交实验构建最佳组合与接种比例的菌群,并研究其柴油降解特性。结果表明,通过筛选、鉴定并命名的4株柴油降解菌为Bacillus sp. VOC18-L1、 Enterococcus faecalis-L2、 Lysinibacillus-L3、 Rhodococcus equi-L4;当4株菌接种比例为3∶1∶3∶4,pH=7.0,30℃,转速150 r·min~(-1)时,柴油降解的效果最佳,14 d对7.0 mL·L~(-1)的柴油降解率达到89.0%。通过气相色谱质谱联用仪(GC-MS)检测柴油降解产物,发现该混合菌株能将柴油中的烷烃降解为短链烷烃,最终转化为小分子物质。同时利用KEGG数据库获得代谢丰度图并初步预测每种菌的功能,根据微生物多样性测试结果,进一步证明了混合菌对柴油完全降解的效果优于单种菌种。通过人工构建的微生物菌群可以有效地应用于柴油污染土壤的修复。     

应用表面活性剂-生物柴油微乳液去除污染土壤中多环芳烃

针对修复焦化厂高浓度多环芳烃污染土壤高成本的现实,采用以非食用性植物油、生物柴油、表面活性剂及其乳化合成的微乳液为淋洗剂,比较不同淋洗剂的淋洗效果。结果表明乳化合成的微乳液对焦化厂土壤中多环芳烃的总去除率高于单独使用表面活性剂为淋洗剂对土壤中多环芳烃的总去除率,说明生物柴油及植物油与表面活性剂乳化形成的微乳液对原污染土壤中的多环芳烃具有显著的增溶作用。1%TW-80和2.5%TW-80对土壤中多环芳烃总去除率分别为11%和14%;以2.5%TW-80为原料乳化合成的微乳液的淋洗去除率较以1%TW-80为原料乳化合成的微乳液高,总去除率分别为15%～30%和11%～18%;以生物柴油为原料乳化合成的微乳液的淋洗去除率较以植物油为原料乳化合成的微乳液高,分别为17%～30%和15%～23%,且对多环芳烃的去除率与其辛醇水分配系数(logKow)呈线性相关关系。     

生物通风技术修复柴油污染土壤的土柱模拟实验

生物通风技术是将土壤气相抽提和生物降解结合起来的原位强迫氧化降解方法,对于修复因地下储油罐泄漏引起的土壤污染具有广阔的应用前景。通过室内土柱模拟柴油泄漏污染土壤,分析了不同历时残余总石油烃(total pe-troleum hydrocarbon,TPH)的平衡分布规律以及土壤中不同深度柴油量、总柴油量的变化。结果表明:(1)各柱残余TPH剖面分布差异的原因受土柱的初始装填情况的影响较大;(2)残余TPH平衡分布曲线呈双峰型的土柱,柴油的去除主要以挥发作用及生物降解作用为主;(3)挥发作用主要是由通风孔隙体积数及土壤含水率来影响的;重力作用则主要是由初始油浓度、土壤含水率、C∶N∶P影响的;除通风方式外,其余4个因素都对生物降解作用有影响;(4)初始油浓度较大,土壤含水率较小的柱8和柱11,生物降解作用最明显,柴油去除效果最好。该成果可为生物通风过程的强化提供理论依据。     

CaO2及H2O2类Fenton降解土壤石油烃污染

采用H_2O_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸类Fenton体系和CaO_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸类Fenton体系修复土壤石油污染,考察了氧化剂种类、氧化剂投加量、 Fe(Ⅲ)浓度和柠檬酸浓度对柴油降解效果的影响,并进一步研究比较了CaO_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸和H_2O_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸2种修复方式对土壤原著微生物群落变化及豌豆植株生长所带来的生态毒性效应。单因素实验结果表明:在其他条件相同的情况下,CaO_2类Fenton降解柴油效果优于H_2O_2类Fenton降解效果;柴油降解率随着氧化剂投加量、Fe(Ⅲ)和柠檬酸浓度的增大呈现先增后降的趋势。当CaO_2浓度为166.67 mmol·L~(-1)、Fe(Ⅲ)浓度为27.78 mmol·L~(-1)、柠檬酸浓度为27.78 mmol·L~(-1)时,反应24 h后,土壤中柴油降解率达到44.14%。生态毒性实验表明:CaO_2类Fenton处理后土壤微生物群落的丰富度和多样性指数均有所提高,H_2O_2类Fenton处理后均有所降低,2种处理方式均在不同程度上改变了土壤微生物群落的优势菌门构成;CaO_2及H_2O_2类Fenton处理均抑制了豌豆植株的生长,发芽率、植株干重、株高、叶绿素含量等测试指标均下降,其中H_2O_2类Fenton处理的抑制效果更为明显。进一步分析可知,CaO_2类Fenton处理技术比H_2O_2类Fenton处理技术更适用于石油污染土壤修复。     

微米Cu／Fe对污染土壤洗脱液中有机氯农药的降解

以表面活性剂TritonX-100（TX-100）为洗脱剂,某有机氯农药（organochlorinepesticides,OCPs）污染场地土壤为对象,七氯、氯丹和灭蚁灵为目标污染物,研究微米Cu／Fe双金属对污染土壤洗脱液中OCPs的降解效果。考察了洗脱液中OCPs初始浓度、洗脱液pH值、微米零价铁加入量和cu负载量对Cu／Fe去除OCPs效果的影响。结果表明,微米Cu／Fe可以有效的去除土壤洗脱液中目标污染物。当微米零价铁加入量为1．0g（25g／L）,cu负载量为1．0％,洗脱液pH值为6．89时,Cu／Fe对2号土壤洗脱液中七氯、γ-氯丹、α-氯丹和灭蚁灵的去除效果最好,去除率分别为100．0％、99．3％、80．8％和71．1％。洗脱液中OCPs初始浓度越低,微米零价铁加入量越大,Cu／Fe对OCPs去除率越高;偏酸性条件有利于Cu／Fe对γ-氯丹和灭蚁灵的去除,而α-氯丹在中性条件下去除效果最好;1号土壤和2号土壤洗脱液的最佳铜负载量分别为2．O％和1．0％。     

表面活性剂对焦化污染土壤中多环芳烃淋洗修复研究

异位土壤淋洗是一种高效修复污染土壤技术。以孝义市某焦化厂污染土壤为研究对象,采用批处理实验,探究表面活性剂曲拉通-100(TX-100)、吐温80(TW80)、烷基糖苷(APG)作为淋洗剂对土壤中16种多环芳烃(PAHs)的淋洗效果,并以TW80为代表,考察了淋洗剂浓度、淋洗时间、pH以及淋洗方式对污染土壤中PAHs的去除效果。结果表明,TW80、TX-100和APG对土壤中16种PAHs的总去除率分别为25.67%、18.89%和16.77%。TW80作为淋洗剂,3环PAHs的去除率低于高环(3环)PAHs,主要与焦化污染土壤中以3环PAHs为主有关;高环PAHs随着环数的增加,去除率降低。焦化污染土壤中PAHs的去除在240min达到平衡;大部分PAHs去除率随TW80浓度的增加而增大;pH可不作调整;在TW80用量相同情况下,建议采用单次淋洗。