三氯乙烯在不同土壤中的吸附特性及其影响因素研究

吸附作用是影响三氯乙烯(TCE)在土壤环境中迁移、归趋的主要过程.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4种土壤为吸附剂,考察了有机碳含量及组成、矿物质、TCE初始浓度、溶液pH、土壤含水率、离子强度等因素对吸附TCE的影响.结果表明,TCE在6种土壤上的吸附等温线呈非线性,随有机碳含量增加,土壤对TCE的吸附量增加;但矿物质的吸附贡献率却减小.土壤对TCE的吸附是土壤中有机碳和矿物质的共同作用,以有机碳为主,但矿物质的作用不可忽略;且TCE初始浓度越高,矿物质的贡献率相对越低.土壤中"软碳"的吸附等温线线性较好;而"硬碳"的吸附等温线为非线性.此外,增大离子强度对吸附具有促进作用,而pH和含水率对吸附几乎没有影响.     

电化学氧化改性石墨毡电芬顿体系对三氯乙烯的降解研究

三氯乙烯(TCE)是一种常用的有机溶剂,广泛地用于各类工业行业中,因其高密度、难降解和高毒性的特点,容易在地下水中积累,对地下水环境的安全和人类的生存健康造成极大的威胁,需要进行有效处理。采用电化学氧化改性后的石墨毡(GF)作为工作电极,稳定的钛基混合金属氧化物(Ti-MMO)作为对电极,构成有效的GF改性阴极电芬顿体系,通过简单、易操作的交替电极极性,完成GF的电化学氧化改性和电解全过程,并利用改性GF阴极电芬顿体系对TCE进行电化学降解试验,推测了TCE的降解机理。试验结果表明:在改性时,电化学氧化改性GF作阳极,Ti-MMO作阴极,200 mA电流下改性30 min后,改性效果最佳;以H_2O_2产生量为对照,在100 mA电流下最佳改性GF阴极电芬顿体系可产生42.57 mg/L的H_2O_2;改性GF体系电解4 h后,对3.00 mg/LTCE的去除率达89.54%;GF的傅里叶红外变换光谱(FTIR)分析结果显示,GF在改性后表面含氧官能团(OGs)数量显著增加;利用高效液相色谱分析仪测定不同反应体系中羟基自由基(·OH)的生成量显示,改性GF构成的阴极电芬顿体系中·OH的生成量显著提升3倍以上,显著强化了改性GF体系对TCE的降解效果;改性GF体系对TCE进行连续循环降解3个周期后,TCE的去除率下降至65.34%,再次极性反转后,TCE的去除率可以提升至70.68%。     

Pickering乳化强化地下水三氯乙烯NAPL修复

合成了4种不同长径比的SiO₂颗粒调控水/NAPL界面,考察所形成的Pickering乳化效果和稳定性,结果表明：长径比（L/D）为2.3的SiO₂颗粒分散的Pickering乳液液滴尺寸均匀,直径约10 μm,且10d内保持稳定,乳化指数高达63%.流变测试进一步证实所形成的Pickering乳化具有低剪切应变下乳液稳定的特性,利于地下水的原位修复技术的实施.同时考察胶体颗粒浓度,水中离子强度以及水/NAPL比例对Pickering乳化效果和稳定性的影响,为Pickering乳化技术在实际地下水修复应用提供理论基础.通过对比Pickering乳化和未乳化条件下NAPL溶解和氧化降解动力学过程,发现Pickering乳化通过增大两相间界面积显著提高NAPL的溶解速率,进而实现NAPL相污染物降解速率的提高.     

多孔饱和含水介质三氯乙烯污染的微米零价铁修复实验

三氯乙烯是分布较普遍且难以降解的一类土壤与地下水污染物,零价铁作为一种氯代烃污染修复材料一直备受关注,而微米零价铁(mZVI)可否成为高效材料应用于污染修复工程,则需要进一步研究。实验构建了受三氯乙烯(TCE)污染的砂柱,考察研究mZVI目数、投加量及介质粒径对三氯乙烯去除效果的影响。结果表明:mZVI对三氯乙烯的短期去除效果明显,去除率达到99%。mZVI目数与TCE去除率呈正相关,在砂柱孔隙水TCE初始浓度为105 μg/L时150 g的Fe0投加量能够表现很强的去除效果,同时细砂(<0.075 cm)介质要比粗砂(0.075~0.15 cm)还原去除速率高。mZVI还原修复过程引起的水环境变化主要体现在氧化还原电位平均下降170 mV,从氧化态转化至还原态。研究结果显示,mZVI在土壤与地下水污染修复中具有广阔应用前景,对土壤与地下水有机氯代烃污染治理具有借鉴价值。     

碱性缺氧环境下地下水中苯和甲苯的生物降解

在缺氧环境下,不额外加入电子受体和营养盐,从长期受原油污染的包气带介质中分离、培养驯化得到了降解苯或甲苯的3种优势菌群:B-bacteria、T-bacteria和M-bacteria,采用批试验方法研究了高pH环境下3种菌群降解苯和甲苯的速率。结果表明:苯和甲苯的降解符合零级反应动力学,速率常数在0.22～0.68 mg/(L.d)。初始pH从8.7升高到9.6和10.6时,B-bacteria降解苯的速率降低都在10%以内;T-bacteria降解甲苯的速率降低率从pH9.6时的16.22%剧增到pH10.6时的41.23%;而M-bacteria降解苯和甲苯的速率降低从pH9.6时的30%左右增到pH10.6时的45%左右。高pH环境下微生物仍能完全降解苯和甲苯。故设计化学-生物连续反应格栅治理该类污染羽时,在两个单元中间可不构筑pH调节缓冲单元。     

过硫酸钠对砂壤土中三氯乙烯的氧化研究

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,对砂壤土中的三氯乙烯(TCE)进行处理.采用正交试验获得优化操作条件为: Na2S2O8浓度5mmol/L,Fe(Ⅱ)浓度2.5mmol/L,CA浓度0.25mmol/L,反应时间30min.在此条件下,土壤中不同浓度的TCE去除率均在93%以上.对于污染程度高的土壤,采用连续氧化处理可达到较高的修复目标要求.土柱实验结果表明经过Na2S2O8溶液氧化7d后,TCE氧化率达到88.9%以上,且去除效果与处理方式有关,分次加入方式的效果最好.     

地下水三氯乙烯原位生物修复及其影响因素综述

对地下水三氯乙烯(TCE)原位生物修复技术的研究现状进行了综述,阐述了三氯乙烯(TCE)好氧共代谢和厌氧还原脱氯的降解过程,将地下水TCE原位生物修复的影响因素归结为生物因素和工程因素.其中生物因素是指与TCE生物降解机理相关的因素,工程因素是指与场地修复工程的设计和运行有关的因素.结果表明,目前生物因素研究较为成熟;工程因素的影响更为普遍,建立正确的场地概念模型对其修复的成败有重要作用.因此,TCE原位生物修复设计前应更注重对污染场地的水文地质条件和水化学条件的调查,并结合数值模拟方法对污染场地进行更准确的概化.     

苯酚和TCE共存条件下硝化污泥的驯化特性

采用连续通水的膜生物反应器,研究了苯酚和三氯乙烯(TCE)在单一和共存条件下对污泥的驯化特性.结果显示在持续的单一的低浓度苯酚驯化中,苯酚降解菌逐渐生长和富集,不能成为优势菌群,在维持对苯酚高降解率的同时,也对硝化过程表现出较强的抑制作用;在低浓度苯酚和TCE共存体系中,TCE共碟谢带来的抑制作用较为强烈,对苯酚降解菌和硝化菌都有一定的抑制作用,其中对硝化过程影响较大;在高浓度苯酚和TCE共存体系中,TCE在投加初期对硝化菌抑制作用强烈,但随着驯化时的延长,TCE对硝化过程的抑制作用很快被缓解.     

高锰酸钾去除水中TCE的研究

以水中常见的氯代烃污染物三氯乙烯(TCE)为目标污染物,以自制的高锰酸钾溶液为氧化剂,探讨了不同条件下高锰酸钾对TCE的去除效果.结果表明,在30℃、高锰酸钾浓度为0.276 g.L-1的条件下,反应时间为30 min时,TCE的去除率就可达到100%.高锰酸钾对TCE的去除符合一级反应动力学方程,速率常数为0.142 9 min-1,半衰期t1/2为4.85 min.TCE的去除速率随高锰酸钾浓度的增大而增大并呈线性关系,随反应温度的升高而增大,受pH值和离子强度的影响较小.