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.     

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。     

石油降解菌的筛选优化及其对油污土壤的修复特性

分别以牛肉膏蛋白胨-布氏哈斯培养基、蓝色凝胶培养基作为初筛和复筛培养基,从石油污染土壤中筛选出2株可产生微生物表面活性剂的石油烃降解菌。并将菌株投加到油污土壤中进行修复研究,考查了不同影响因素对修复效果的影响。研究结果表明,(1)2株菌对中度石油污染土壤有较好的修复效果,向油污土壤中直接投加菌株修复70 d时对石油烃的去除率为52%;(2)向油污土壤中投加降解菌并同时补充氮营养液,修复70 d时对土壤中总石油烃的去除率可达到75%;对土壤中正构烷烃的去除率为66%;(3)与土壤的含水率及土著菌的降解效果相比,向油污土壤中投加降解菌以及补充氮磷营养液是影响石油污染土壤修复效果的关键因素。     

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。     

热强化气相抽提法修复半挥发性石油烃污染土壤的影响因素

热强化气相抽提技术(T-SVE)在修复半挥发性石油烃污染土壤方面极具应用潜力。本文基于实验室模拟T-SVE装置,研究了加热温度及土壤含水量、有机质对4种半挥发性石油烃(正十三烷、正十四烷、正十五烷和正十六烷)去除效率的影响,并对石油烃去除动力学进行了拟合。结果表明,温度决定性地影响了石油烃污染土壤的修复效率,污染土壤残留率与加热温度基本呈反比。石油烃去除过程符合Elovich和Freundlich热脱附动力学方程。加热温度为140℃时,土壤含水量(5%~30%)的增加降低了石油烃去除效率;当温度上升到180℃,石油烃去除率在土壤含水量5%~20%时也表现出降低趋势,但在土壤含水量为30%时反而达到最高值。土壤有机质含量增加明显降低了石油烃去除率,尤其对于辛醇-水分配系数值高的石油烃;当加热温度从140℃升高到220℃,土壤有机质对石油烃污染去除的限制明显降低。实验获得结果可为T-SVE技术修复石油烃污染的工程设计提供参考。     

糖脂类生物表面活性剂去除污染含水层中石油烃的研究

研究了糖脂类生物表面活性剂对石油烃的增溶,并将其用于污染含水层中石油烃的去除。结果表明:石油烃溶解度随着糖脂类生物表面活性剂浓度的增大而增大,糖脂类生物表面活性剂质量浓度为1 200mg/L时,石油烃溶解度达10 077.7mg/L;界面张力随着糖脂类生物表面活性剂浓度的增加而减小,糖脂类生物表面活性剂质量浓度为1mg/L时,界面张力为34.3mN/m,糖脂类生物表面活性剂质量浓度为800mg/L时,界面张力为5.2 mN/m。采用糖脂类生物表面活性剂对污染含水层进行清洗处理,在固液比(质量体积比)为1g∶2mL的体系中,糖脂类生物表面活性剂质量浓度为3 000mg/L,120r/min、10℃下振荡12h,石油烃去除率达70.82%。污染含水层柱冲洗结果表明,糖脂类生物表面活性剂质量浓度分别为1 200、3 000mg/L时,10倍孔隙体积的表面活性剂冲洗后,分别从污染砂样中去除41.81%和63.30%的石油烃。     

表面活性剂淋滤对土壤中邻苯二甲酸酯纵向迁移的影响

以无表面活性剂的去离子水为对照、设置1倍(1 CMC)和2倍临界胶束浓度(2 CMC)浓度,研究了单一和混合表面活性剂,包括十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和曲拉通X-100(TX-100)对人工污染土壤中邻苯二甲酸酯(PAEs)纵向迁移的影响,土柱中上层为PAEs污染土(3 cm),下层为清洁土(20 cm)。CTAB和SDBS在2 CMC时、TX-100为1 CMC时可增强污染土中PAEs的纵向迁移,其中DMP和DEP有无表面活性剂均可发生迁移,在相同表面活性剂条件下,延长老化时间对污染土中PAEs的迁移产生一定的影响。CTAB和SDBS在2 CMC时,清洁土中PAEs总含量较低,但TX-100在1 CMC时较低。清洁土中PAEs总含量均随土层深度的增加而降低。当老化时间较短时,土壤有机质对PAEs在清洁土柱的迁移影响较小,老化时间的延长对清洁土中的PAEs迁移影响较大。3种表面活性剂均可有效促进清洁土中DMP和DEP的迁移,CTAB和SDBS在2 CMC、TX-100在1 CMC时可促进DNBP和BBP的迁移,但3种表面活性剂对清洁土中DNOP迁移的影响较小。与单一表面活性剂相比,混合表面活性剂有助于污染土中PAEs的迁移,且随着浓度的升高,清洁土中PAEs的含量呈现降低的趋势。就整个土柱而言,单一表面活性剂CTAB和SDBS在较高浓度时、TX-100较低的浓度时对PAEs的淋滤效果更好;在较短老化时间下,土壤有机质含量的高低对淋滤率没有显著影响;老化时间延长有效降低了淋滤率;而混合表面活性剂的淋滤率有明显提高,更有助于PAEs的迁移。     

胶束强化超滤去除水中双酚A

采用截留分子量(MWCO)为5000 Dalton、1000 Dalton的聚砜超滤膜,MWCO为1 kDa的再生纤维素超滤膜;采用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、曲拉通100(TritonX-100)、吐温80(Tween-80)、烷基多苷(APG)为表面活性剂,用胶团强化超滤工艺去除水中双酚A。研究了不同材质和截留分子量的超滤膜、表面活性剂浓度、膜操作压力、溶液pH和溶液中电解质等因素对该工艺的影响。结果表明,SDBS对双酚A有较好的去除效果,去除率在80%以上。在H+和Na+存在的条件下,双酚A的截留率增加,透过液中SDBS浓度降低。SDBS与非离子表面活性剂的复配可以提高双酚A截留率,降低透过液中SDBS的浓度,复配效果优劣顺序为Tween-80TritonX-100APG。     

重金属污染土壤的强化电动修复技术研究进展

在土壤重金属污染日益严重的背景下,寻找一种简单高效的土壤修复技术刻不容缓。电动修复技术由于操作简单、处理污染物多样、修复快速、成本低廉等优点,成为重金属污染土壤修复领域的研究热点。简述了中国土壤重金属污染的现状,电动修复的原理及其影响因素,综述了近年来国内外有关强化电动修复重金属污染土壤的研究进展及国内外应用实例,分析了电动修复技术中存在的问题,最后指明了强化电动修复技术未来的研究方向。     

表面活性剂强化抽出处理含水层中DNAPL污染物的去除特征

为明确表面活性剂强化抽出处理含水层中DNAPL污染物过程中表面活性剂的增强修复效果,及DNAPL自身理化性质和介质孔径的影响,利用数码图像分析技术对1,2-二氯乙烷和四氯乙烯2种DNAPL在石英砂填充的二维砂箱中的抽取迁移过程进行了实验模拟研究,并对抽出水样中DNAPL的浓度进行了测试分析。结果表明,实验条件下加入低浓度(0.18%)的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)大幅提高了对弱透水层截留的2种DNAPL聚集体的抽出处理效率。1,2-二氯乙烷在该表面活性剂溶液中的表观溶解度远高于四氯乙烯,因此其短时间内的绝对去除率更高。SDBS强化抽出处理DNAPL的作用机理以增溶作用为主,而其增流作用使DNAPL迁移流动后分布面积增大,增加了与表面活性剂溶液接触的面积,对增溶作用起到促进效果。细粒介质中DNAPL迁移后的最大分布面积较大,因此体系中DNAPL的溶解速率较高。在DNAPL聚集体质量与水力梯度固定的条件下,油水界面张力越低,DNAPL的密度越大,DNAPL垂向迁移的风险就越大。本研究为修复工程中如何依据DNAPL种类与场地多孔介质的情况选择表面活性剂提供了参考。     

代谢表面活性剂菌处理含油污泥的研究

试验采用异位生物修复技术堆肥法,对某炼厂油泥进行生物修复处理研究.用微生物代谢的表面活性剂对油泥进行预处理,洗脱油泥中部分油分后进行堆肥试验,投加从油田含油土壤中获得的以石油为唯一碳源、代谢高效生物表面活性剂的微生物C-2菌、F-2菌以及无机营养物和疏松剂(锯末),降解油泥中的石油污染物.经过外源微生物和内源微生物共同作用120 d,油泥中的石油烃总量由22 910 mg/kg下降到3 000 mg/kg以下.试验利用色谱-质谱联用方法分析了降解前后石油组分的变化.菌株经传统方法鉴定为蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌.     

表面活性剂对水溶液中萘普生光解行为的影响

为探究水体中表面活性剂对萘普生(NPX)的光解行为影响,研究了不同类型的表面活性剂存在下的NPX光解行为。结果表明,NPX的吸收峰主要在200~250nm处,与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、吐温-80(Tween-80)的吸收峰基本重合,但与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的吸收峰基本没有重叠。CTAB为阳离子型表面活性剂,对NPX的光解产生促进作用;SDBS为阴离子型表面活性剂,Tween-80为非离子型表面活性剂,对NPX的光解产生抑制作用,且SDBS的抑制作用更强。NPX的光解能力受pH的影响表现为酸性碱性中性,且CTAB存在时光解能力更强。     

工艺参数对表面活性剂洗涤修复PAHs污染土壤的影响

采用土壤洗涤(soil-washing)技术,分别用TritonX-100和Tween-80为强化洗涤剂研究了搅拌强度、洗涤时间、表面活性剂浓度、液固比、温度和间歇搅拌6个工艺参数对PAHs污染土壤洗涤效果的影响。通过一系列烧杯搅拌实验得到最佳洗涤工艺参数。TritonX-100和Tween-80的最佳洗涤时间分别是30 min和60 min,其他工艺参数最佳条件均相同。分别是搅拌强度为250 r/min,表面活性剂浓度为5 g/L,液固比为10∶1,温度为室温和连续搅拌。在此最佳工艺参数条件下,污染土中PAHs的残留率<10%,基本上满足目标污染物的修复目标。应用表面活性剂强化洗涤技术修复PAHs污染土壤是合理和可行的。     

固定化微生物修复石油污染土壤影响因素研究

针对石油污染土壤修复,利用实验室已筛选的高效石油降解单菌SM-3,以天然有机材料为载体,吸附法制备固定化微生物。将游离与固定化微生物应用于室内花盆模拟修复石油污染土壤,对C/N/P、微生物投加量、石油含量、氧化剂和表面活性剂设计5因素4水平正交实验,探讨不同修复时期各影响因素的重要性顺序,最佳条件下各菌株的修复效果。结果表明,不同微生物在不同降解时期,各影响因素的重要性会发生变化;经过21 d的修复,固定化单菌SM-3石油降解率为22.77%,修复过程中,接种量是最重要的影响因素,营养元素N、P投加影响较大,表面活性剂和氧化剂影响次之。     

生物强化处理石油污染土壤理化性质和微生物学特性的纵向分布特征

采用原位强化生物修复技术对某区块石油污染土壤进行为期16个月的生物修复,考察了处置后污染土壤理化性质、微生物学特性以及石油烃组成的纵向分布特征。实验结果表明,经过修复后各土层的石油烃去除率是表层土IN-3(50.42%)中层土IN-2(23.54%)底层土IN-1(10.51%);IN-1处于缺氧环境,存在硫酸盐还原和反硝化作用,使得土壤pH值从7.86±0.03降低至7.27±0.03,土壤总氮从2.53±0.13 g/kg降低至0.77±0.04 g/kg;厌氧菌的种群数量是IN-1(10.43±0.71×104CFU/g)IN-3(6.74±0.39×104CFU/g)IN-2(5.15±0.42×104CFU/g),放线菌数量与石油烃含量显著负相关(r=-0.989,p=0.0110.05);IN-3对饱和份和芳香份的降解率最高,分别达到了70.27%和54.52%,远高于IN-2和IN-1;模拟蒸馏结果表明,IN-3正构烷烃得到了很大程度的去除,缺氧的IN-1对正构烷烃去除得较少;厌氧菌数量与胶质和沥青质去除率之间成正相关关系,对于污染源较为分散的污染区域,采用原位生物强化修复时可以考虑引入厌氧修复。     

厌氧菌群JAC1降解石油烃能力及其群落结构的解析

利用苯酚诱导获得厌氧菌群JAC1强化去除土壤中的石油烃，对其在厌氧条件下的石油烃降解条件进行了优化，得到最适降解条件为：pH 7.5～8.5,土壤总石油烃(TPH)质量浓度50 mg/kg, NaCl质量分数0.3%,JAC1接菌量0.15 mL/g。厌氧菌群JAC1对石油烃的降解符合一级动力学模型。通过气相色谱质谱联用仪分析，芳香烃较直链烷烃更难降解，推测部分长链烷烃在降解过程中会分解为短链烷烃后再进行降解。基于土壤宏基因组测序分析可知，土壤微生物群落多样性与TPH浓度呈负相关，投加JAC1后土壤中与石油烃降解有关的功能菌群相对丰度呈现出不同程度增高，说明JAC1有助于建立一个高效的微生物降解体系来强化石油烃降解。     

不同处理条件对石油污染土壤植物修复的影响

针对石油烃植物修复过程中的主要影响因素,研究了不同植物种类、不同土壤调理剂和菌剂使用等不同条件对土壤中石油烃植物修复效果的影响.结果表明,不同种类的植物修复可使总石油烃的年降解率达到37.8％ ～ 73.98％,其中大豆和碱蓬具有较好的修复效果;3种不同土壤调理剂对石油烃污染土壤修复的效果为商业添加剂＞牛粪＞蛭石;先微生物修复后种植植物的处理要优于单独的微生物修复及微生物、植物修复同步进行的处理.     

表面活性剂清洗处理重度石油污染土壤

为了优化表面活性剂清洗处理重度石油污染土壤的方法和具体洗脱条件参数,采集山东省东营市胜利油田污染土壤,研究了阴离子-非离子混合表面活性剂对该土壤中石油类污染物的去除效果。应用化学热洗原理,主要考查了表面活性剂配比、投加量、清洗温度及清洗助剂对去除效果的影响。实验得到的清洗处理最佳条件为：使用LAS与TX-100质量比为8∶2的组合表面活性剂,总表面活性剂浓度为3 g/L,助剂硅酸钠浓度为5 g/L,75℃条件下搅拌1 h。清洗后土壤含油量从20%下降到4.6%,去除率达到76.9%。废水回用实验表明,清洗处理的废水对土壤中石油烃类物质仍有一定的去除效果。废水回用比从30%到100%时,对土壤中石油烃的去除率都可达到55%以上。对废水进行二次回用时仍能去除18.8%的污染物。     

表面活性剂增效电动技术修复多环芳烃污染土壤

研究了电动修复过程中修复时间和表面活性剂Triton X-100、鼠李糖脂对多环芳烃芘污染土壤的修复效果的影响。结果表明,在电动修复过程中,随着修复时间的增加,芘的去除率相应提高。通过向电解液中添加表面活性剂Triton X-100,芘的去除率从11.64%提高到了23.42%,当在电解液中添加浓度为40倍CMC的鼠李糖脂后去除率升高至36.29%,阳极附近土壤甚至达到了92.49%,这表明Triton X-100和鼠李糖脂均能促进土壤中芘的溶解和迁移,鼠李糖脂的促进作用高于Triton X-100。