六六六和滴滴涕污染场地土壤的修复

论文摘要

六六六（BHCs）和滴滴涕（DDTs）虽然已经禁用近30年,但由于其性质稳定难降解,在土壤中仍然有很高的残留。当前,我国一批老农药生产企业面临关闭,用地功能发生改变。已经停产的六六六和滴滴涕生产企业,原生产车间和废弃生产设备可能对周边土壤产生严重污染。受六六六和滴滴涕严重污染的土壤等如果未经妥善安全地处理,都有可能成为六六六和滴滴涕的污染源,对环境造成严重的威胁。六六六和滴滴涕通过环境介质或食物链,最终会在人体内蓄积,严重影响人类的身体健康。因此,研究和开发高效快速的六六六和滴滴涕污染土壤的修复治理技术十分紧迫和必需。本论文对江苏某地有机氯农药（六六六和滴滴涕）农药厂污染土壤进行修复,设定了溶剂洗脱、热脱附、光催化—芬顿（photo-Fenton）降解3种修复方法,并优化了每种方法的条件。对于修复效果较好的土壤进行了土壤酶活性的测定。为今后开展有机氯农药污染场地修复工程实践提供科学依据和技术参数。具体内容如下：1.研究了醇类（甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇）和表面活性剂（Tween80、Tween60、SDS、TX-100）对BHCs和DDTs污染土壤的洗脱效果。结果表明,醇类的洗脱效果远远高于表面活性剂。将醇类配成水溶液修复土壤,发现100%乙醇洗脱效果最好,单次洗脱后总污染物的洗脱率达到了87.18%。超声辅助乙醇对BHCs和DDTs的洗脱15min就可以满足修复要求。乙醇洗脱的最佳条件是超声15min、3次洗脱、溶剂／土（v/m）=1：20。将最佳条件应用到5.000g土中,仍得到了满意的修复效果。通过旋转蒸发方法回收90%参与洗脱的乙醇,洗脱效率与新鲜乙醇相比没有差别,实现了乙醇的循环使用,大大降低了修复成本。2.研究了热脱附对BHCs和DDTs污染土壤的去除影响。实验结果显示,热处理温度是影响有机氯农药脱附效率的主要原因。升高温度可以提高热脱附的效率。温度越高达到相同热脱附效率所需要的时间越少。在相同温度下,延长热处理的时间也会提高热脱附效率。合适的热处理温度和时间可以提高修复效率并降低修复成本。在500℃处理30min后,脱附率达到了99.9%,污染物总浓度降至0.33mg/kg。试验温度下各污染物残留量和时间的关系均符合一级动力学方程。土壤含水量会消耗一定的热量,导致污染物的热脱附效率降低,因此在修复作用前土壤必须事先风干。3.研究了photo-Fenton氧化方法对BHCs和DDTs污染土壤的修复。实验结果表明,photo-Fenton方法的最佳条件是375mmol/L H2O2、3mmol/L Fe2+溶液和pH=3,用500W汞灯照射90min。H2O2浓度决定了降解效率的高低,直接影响着修复效率和光照时间。pH和光照强度也会影响降解效率,而Fe2+的浓度对污染物降解影响不大。同一光照强度下,光照时间越长降解效率越高直到达到一个极限值。与乙醇洗脱和热脱附方法相比,photo-Fenton氧化修复效果不是很好。4.研究了修复效果较好的乙醇洗脱和热脱附处理对土壤脲酶、多酚氧化酶、酸性磷酸酯酶、碱性磷酸酯酶和蔗糖酶活性的影响。经过修复处理后土壤酶活性发生了变化。不同方法修复后土壤酶活性变化不同,同一方法修复后各种酶活性的抑制或激活也不同。经过乙醇洗脱处理后,五种酶活性被激活；经热脱附处理后,脲酶、多酚氧化酶活性被激活,而酸性磷酸酯酶活性、碱性磷酸酯酶活性和蔗糖酶活性被抑制。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略词
• 第一章 文献综述
• 1 六六六和滴滴涕简介
• 1.1 六六六简介
• 1.2 滴滴涕简介
• 1.3 六六六和滴滴涕的生产状况、污染状况及其危害
• 2 污染土壤的修复
• 2.1 物理修复
• 2.1.1 热脱附修复
• 2.1.2 洗脱修复
• 2.1.3 其他物理修复
• 2.2 化学修复
• 2.2.1 Fenton氧化
• 2.2.2 其他化学修复
• 2.3 生物修复
• 2.3.1 植物修复
• 2.3.2 动物修复
• 2.3.3 微生物修复
• 2.4 其他修复
• 3 本研究的意义和目的
• 参考文献
• 第二章 醇类和表面活性剂对有机氯农药污染土壤的修复
• 摘要
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 土壤
• 2.1.2 主要仪器
• 2.1.3 主要试剂
• 2.1.4 农药标样
• 2.2 土壤中BHCs和DDTs本底浓度测定
• 2.3 提取方法
• 2.3.1 初筛洗脱剂
• 2.3.2 乙醇和正丙醇-水溶液洗脱试验
• 2.3.3 超声提取时间试验
• 2.3.4 溶剂/土（v/m）试验
• 2.3.5 洗脱次数试验
• 2.3.6 回收乙醇试验
• 2.3.7 增加洗脱污染土量试验
• 2.4 净化方法
• 2.5 检测方法
• 3 结果与讨论
• 3.1 土壤中BHCs和DDTs的本底浓度
• 3.2 不同洗脱剂对洗脱效果的影响
• 3.3 不同浓度乙醇或正丙醇-水溶液对洗脱效果的影响
• 3.4 不同超声时间对洗脱效果的影响
• 3.5 不同溶剂/土（v/m）对洗脱效果的影响
• 3.6 洗脱次数对洗脱效果的影响
• 3.7 回收乙醇的洗脱效果
• 3.8 增加污染土量的洗脱试验
• 4 小结
• 参考文献
• 第三章 有机氯农药污染土壤的热脱附修复
• 摘要
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.2 方法
• 2.2.1 热处理温度和时间试验
• 2.2.2 污染土含水量对热脱附影响的试验
• 3 结果与讨论
• 3.1 不同热处理时间和温度对脱附效果的影响
• 3.2 污染土含水量对热脱附效率的影响
• 3.3 有机氯农药热脱附的动力学方程
• 4 小结
• 参考文献
• 第四章 有机氯农药污染土壤的photo-Fenton修复
• 摘要
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.2 实验方法
• 2O₂浓度试验'>2.2.1 H₂O₂浓度试验
• 2.2.2 铁浓度试验
• 2.2.3 pH值试验
• 2.2.4 光照时间试验
• 2.2.5 光照强度试验
• 3 结果与讨论
• 2O₂浓度对降解效果的影响'>3.1 不同H₂O₂浓度对降解效果的影响
• 3.2 不同铁浓度对降解效果的影响
• 3.3 不同pH值对降解效果的影响
• 3.4 不同光照时间对降解效果的影响
• 3.5 不同光照强度对降解效果的影响
• 4 小结
• 参考文献
• 第五章 乙醇洗脱和热脱附对土壤酶活性的影响
• 摘要
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.2 方法
• 2.2.1 脲酶活性的测定（靛酚蓝比色法）
• 2.2.2 多酚氧化酶活性的测定（邻苯三酚比色法）
• 2.2.3 蔗糖酶活性的测定（3,5-二硝基比色法）
• 2.2.4 磷酸酯酶活性的测定（对硝基苯磷酸盐法）
• 3 结果与讨论
• 4 小结
• 参考文献
• 全文结论
• 致谢