有机氯农药污染土壤的Fenton氧化修复研究
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第10卷第6期现代农药Vol.10 No.6专论与综述有机氯农药污染土壤的植物修复机理研究进展董洪梅,万大娟*(湖南师范大学资源与环境科学学院,长沙 410081)摘要:受有机氯农药污染土壤的植物修复是一项具有广泛应用前景的技术,对其修复机理的探讨有助于深入研究修复技术与应用推广。
综合分析植物修复受有机氯农药污染土壤的机理,主要体现在:植物直接吸收和转运有机氯农药;植物释放分泌物去除有机氯农药;植物微生物联合体系对有机氯农药的转化。
关键词:有机氯农药;吸收;分泌物;联合修复中图分类号:TQ 450 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1671-5284.2011.06.002Mechanism on Phytoremediation of Contaminated Soil with Organochlorine PesticidesDONG Hong-mei, WAN Da-juan*(School of Resources and Environment Science, Hunan Normal University, Changsha 410081, China) Abstract: Phytoremediation of contaminated soil with organochlorine pesticides is a technology which has wide foreground. The study on mechanism of phytoremediation will help us to promote the study and application deeply. The results of comprehensive analysis on phytoremediation of contaminated soil with organochlorine pesticides were as follows: plant absorbed and transported organochlorine pesticides directly; plant released exudates to remove organ chlorine pesticides; the systems of plant and microorganism transformed organochlorine pesticides.Key words: organochlorine pesticide; absorb; exudate; combined remediation植物修复是利用植物的生长吸收、转化、转移等功能来净化土壤中污染物的一种修复技术,是一项公认的具有潜力的、优美的、自然的生物修复方式。
生态环境 2008, 17(1): 221-226 Ecology and Environment E-mail: editor@基金项目:科技部世博科技专项课题(2005BA908B16)作者简介:曾华冲(1981-),男,硕士研究生,主要从事环境工程专业研究工作。
E-mail: hczeng@ 通讯联系人:刘勇弟,E-mail: ydliu@ Fenton 试剂氧化法修复2,4-二氯酚污染土壤的研究曾华冲,杨利芝,徐宏勇,刘勇弟华东理工大学环境工程系,上海 200237摘要:在泥浆体系中采用Fenton 试剂氧化法修复2,4-二氯酚(2,4-DCP )污染的土壤。
在恒温、避光条件下,研究2,4-DCP 在泥浆体系中的解吸作用,并考察过氧化氢、硫酸亚铁、pH 值、水土比、磷酸二氢钾、腐殖酸(HA)等因素对2,4-二氯酚去除效率的影响。
试验结果显示,2,4-DCP 在泥浆体系中有较高的解吸速率;2,4-DCP 的解吸效率与水土比有关,水土比越大,解吸效率越高。
研究表明:Fenton 试剂氧化法能够有效地去除土壤中的2,4-DCP ,过氧化氢和铁的最佳质量比为5:1,最佳pH 值范围为2-3;水土比越大,2,4-DCP 的去除效果越好;在pH=3时,磷酸二氢钾浓度、腐殖酸投加量和催化剂种类对2,4-DCP 的去除效率影响很小。
关键词:Fenton 试剂;化学氧化;2,4-二氯酚;污染土壤修复;泥浆中图分类号:X131.3 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)01-0221-06近年来,随着生产的发展,越来越多的化学污染物正经各种途径进入土壤系统,如化肥和农药的大量施用、石油开采过程中原油的泄漏和有毒有害固体废弃物不合理填埋都造成了土壤的严重污染。
土壤一旦被污染,不仅会直接影响农作物,还会威胁到地下水质,因此,土壤污染的治理受到了越来越多的关注。
目前,理论和技术上可行的土壤修复技术主要有物理法、生物法、化学法等,生物修复技术是现行研究和应用比较多的方法,但生物修复技术有其不足之处,例如修复时间一般较长,修复效果易受到土壤结构、性质和环境条件变化的影响,特别是对有毒有害的难降解有机物,生物修复的效果并不理想。
超声浸提-Fenton氧化联用法对土壤中苯酚污染物的治理研究苯酚是最简单的酚类有机物,属于芳香族化合物,由于其具有很大的毒性和致癌作用,我国将其列入到“水中优先控制污染物黑名单”中。
苯酚广泛的存在于炼油、煤气生产、炼焦等行业所排废水中,并可通过各种途径进入到地下水、地表水和土壤中,同时,随着我国工业的快速发展,对作为化工原料的苯酚需求量越来越大,在大量生产和消费过程中,势必会导致苯酚污染越来越严重,被苯酚污染的土壤范围也越来越多,如何处理这些污染土成了一个重要且有意义的课题。
苯酚污染土的治理技术主要分物理、化学、生物以及各技术的联用等,但是各技术都不能完全符合既不破坏土壤肥力和生态环境功能,又不会引起二次污染这一发展原则,在此种情况下提出了超声浸提-Fenton氧化联用法这一治理技术,该技术的基本思路是在超声的协助下,用水提取土壤中的苯酚,提取后的土壤干化后回填,得到的提取液通过Fenton氧化去除其中的苯酚,处理后的水达到排放标准后排放。
为准确描述处理效果,有必要找到一个能够稳定而又准确的测试土壤中苯酚的方法,以往测试苯酚的方法有液相色谱法和气相色谱法,但都有其缺陷,本研究采用毛细管电泳仪-二极管阵列法测试土壤中的苯酚,通过测试方法研究,得到一套测试土壤苯酚的最优条件,该最优条件为:柱温25℃、30mmol/LK2HPO4+0.5mmol/LTTAB(pH=10):运行缓冲溶液、检测波长206rnm、运行电压20kV、负电压模式、0.5psi压力进样10s条件下,苯酚在4.200到4.400mmin内出峰,迁移时间和峰面积的相对标准偏差(RSD)为0.11%、0.28%,检出限(3Sb/Sx)为0.01mg/L,折合成土样中的检测限为0.25mg/kg。
本方法应用于土样中苯酚的测定时,其相对标准偏差1.72%,回收率为98.4%,可以用于土壤中苯酚的测试。
在土壤苯酚的超声浸提的研究方面,主要考察了浸提的影响因素,以及各因素的水平。
土壤中石油烃的芬顿氧化实验研究加油站和焦化厂等污染场地污染问题严重,对周边土壤和地下水环境带来了污染风险。
芬顿(Fenton)氧化技术已成功应用于去除常见的土壤有机污染物。
尽管芬顿氧化体系有极强的氧化能力,但单独使用芬顿氧化体系仍有很多限制性因素。
本文以土壤中柴油/多环芳烃污染物为研究对象,开展了(1)低铁含量的中性土壤中柴油的Fenton氧化降解;(2)Fenton预处理条件下深层土壤中柴油的微生物降解;(3)人为污染和场地老化土壤中多环芳烃的Fenton氧化降解;(4)Tween80对化学预氧化过的场地老化土壤中PAHs的Fenton降解影响研究。
取得了如下研究结果:(1)对于低铁含量的中性土壤来说,对照处理和低剂量(3%)类芬顿处理中TPH(C10-C25)未发生明显降解;较高剂量(6%和12%)类芬顿处理中TPH(C10-C15)发生了较为显著的降解,但TPH(C16-C25)的降解效率较低。
氧化剂为6%H2O2时,随着Fe2+浓度的增加,TPH(C10-C25)降解效果呈现缓慢提升趋势;添加2%Fe2+剂量时,TPH(C10-C25)降解率为35%左右。
控制氧化剂(6%H2O2)和Fe2+浓度(1%)不变时,随着pH值的降低,TPH(C10-C25)的降解效率呈现增加趋势。
(2)经0.5天化学预氧化处理的深层柴油污染土壤,在微生物处理5天后TPH(C10-C25)发生了明显降解。
30天培养处理后,未氧化的土壤加营养盐处理中TPH的降解效率>双氧水预氧化土壤加营养盐处理>双氧水预氧化土壤不加营养盐处理>未氧化土壤不加营养盐处理。
此外,研究发现土壤中低碳分子量的污染物相对较容易降解,TPH(C10-C15)和TPH(C16-C20)的降解效果可达70%以上;高碳分子量污染物也呈现较高的降解效果,TPH(C21-C25)的降解率在60%左右。
(3)人为土中的PAHs相对场地老化土中的PAH较容易降解。
2-氯酚污染土壤原位臭氧化修复的数学模型
氯酚是一种有毒有害的有机污染物,它可以通过土壤和水体进入环境,对人类和动物的健康造成严重危害。
为了有效地减少氯酚污染,研究人员提出了一种原位臭氧化修复技术,即在污染土壤中添加臭氧,以降低氯酚的污染程度。
为了更好地研究原位臭氧化修复技术,研究人员建立了一个数学模型,用于模拟氯酚在土壤中的迁移和转化过程。
该模型基于土壤中氯酚的吸附、蒸发、氧化和渗透等物理化学过程,并考虑了臭氧的氧化作用。
该模型可以用来预测氯酚在土壤中的迁移和转化,以及臭氧的氧化作用。
该模型的结果表明,臭氧的氧化作用可以有效地降低氯酚的污染程度,但是,臭氧的氧化作用受到氯酚的吸附和蒸发等物理化学过程的影响。
因此,在实际应用中,应考虑到氯酚的吸附和蒸发等物理化学过程,以提高臭氧的氧化作用效果。
此外,该模型还可以用来研究臭氧的氧化作用对氯酚污染的影响,以及臭氧的氧化作用对土壤环境的影响。
通过对该模型的研究,可以更好地了解原位臭氧化修复技术的机理,为氯酚污染的治理提供有效的技术支持。
总之,研究人员建立的氯酚污染土壤原位臭氧化修复的数学模型可以用来模拟氯酚在土壤中的迁移和转化,以及臭氧的氧化作用,为氯酚污染的治理提供有效的技术支持。