土壤类型及组分对热活化过硫酸盐氧化降解土壤中挥发性氯代烃的影响

为了探究高级氧化技术对土壤中有机氯代烃的氧化降解作用,为ISCO（in situ chemical oxidation）技术体系提供重要的理论依据和数据支撑,考察了热活化过硫酸盐（persulfate,PS）氧化降解不同类型土壤（砂类土壤、黏土类土壤）中挥发性氯代烃污染物（三氯乙烯（TCE）、三氯乙烷（TCA）、顺式-1,2-二氯乙烯（cis-1,2-DCE）、1,2-二氯乙烷（1,2-DCA））的效能;同时,通过硫酸盐与土壤相互作用过程研究,探究了不同土壤介质中有机质和无机组分在过硫酸盐消耗中所占比例。结果表明：在50℃时,热活化过硫酸盐可有效降解土壤中1,2-DCA、cis-1,2-DCE、TCA和TCE,砂类土壤介质中4种氯代烃降解效果依次为25%、89%、5%和61%,黏土类土壤介质中4种氯代烃降解效果依次为35%、86%、8%和63%;4种氯代烃的降解效果从高到低顺序依次为cis-1,2-DCE、TCE、1,2-DCA、TCA,砂类土壤中的氯代烃总体降解效果优于黏土类土壤中氯代烃的降解效果。另外,土壤中过硫酸盐氧化降解氯代烃反应研究发现,砂类和黏土类土壤介质组分中有机质消耗率分别为81.3%和72.6%,铁元素消耗率分别为80.5%和38.6%,表明土壤介质组分与过硫酸盐发生了氧化还原反应,从而导致过硫酸盐自身的大量消耗。由此可知,土壤介质中的有机质、铁元素等矿物质均参与过硫酸盐的消耗过程,且土壤有机质、铁元素与氯代烃之间在消耗过硫酸盐反应上存在竞争关系,土壤组分过多地消耗了过硫酸盐,导致了氯代烃的氧化降解效率较低。因此,针对实际有机氯代烃污染场地,采用过硫酸盐氧化技术进行修复时,过硫酸盐的实际投加量要远高于化学计量值,需充分考虑到土壤组分对过硫酸盐自身的消耗作用。     

无机改性膨润土防渗层性能研究

通过实验室实验确定2mol/L氯化镁、0.5mol/L硫酸和450℃高温为天然钠基膨润土盐改性、酸改性和高温改性的最佳条件。采用上述3种无机改性方式填装防渗层,就其对垃圾渗滤液中主要污染物去除的有效性和控制垃圾渗滤液渗透的可行性进行研究。实验结果显示:3种无机改性膨润土的吸附能力和容量有所提高;渗透系数可达到1×10-7cm/s以下,可以作为"反应型"防渗层材料;在相同渗透量下,高温改性膨润土对垃圾渗滤液中主要污染物的去除效果最好,其次是酸改性膨润土,盐改性膨润土最差。     

有机氯代烃在壤土中的吸附和解吸特性

选取三氯乙烯(TCE)、顺-1,2-二氯乙烯(cis-1,2-DCE)、1,1,1-三氯乙烷(1,1,1-TCA)、1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)4种常见的有机氯代烃,通过批次实验研究其在壤土中的吸附和解吸特性。结果表明:4种有机氯代烃在壤土中的吸附平衡时间约为3 d;在本文研究的整个浓度范围内,4种有机氯代烃的吸附等温线基本呈线性趋势,但更符合Freundlich模型。对于有机氯乙烯而言,TCE在壤土中的吸附特性较为显著,线性分配系数K_d为0.624 L/kg,其次是cis-DCE,K_d为0.238 L/kg;对于有机氯乙烷而言,1,1,1-TCA在壤土中的吸附特性较为显著,K_d为0.520 L/kg,其次是1,2-DCA,K_d为0.353 L/kg。这进一步表明4种有机氯代烃化合物在壤土中的吸附特性与化合物本身的疏水性有关。通过Abdul、Dobbs、Rao和Cong经验公式估算lgK_oc值发现,Abdul估算所得lgK_oc比实测值偏小,Cong估算lgK_oc比实测值偏大,Dobbs和Rao与实测值更为接近;说明 Dobbs和Rao经验公式更适用于预测有机氯代烃化合物在壤土的吸附特性。另外,研究发现有机氯代烃的解吸过程具有明显的滞后性,吸附特性较强的物质,其解吸较为缓慢。     

生物曝气技术对石油类污染地下水的修复效果及去除机制

针对东北某石油污染场地水文地质条件进行模拟,按照试验场地地层现状进行实验室缩放,研究微生物在含水层介质为砾砂、粗砂和中砂中的迁移速度以及含水层介质吸附的微生物量。选取苯和二甲苯作为目标石油污染物,研究生物曝气技术对被污染地下水的修复效果及其去除污染物的机制。实验结果表明:微生物在介质中的迁移速度从大到小为砾砂、粗砂、中砂;介质吸附微生物量的顺序从大到小为中砂、粗砂、砾砂;生物曝气4个月后,苯和二甲苯去除率分别为86.4%和81.7%,BS对中砂层中的苯和二甲苯去除效果好于砾砂层和粗砂层,苯的去除效果好于二甲苯。由挥发机制去除的污染物为46.24%,生物降解去除的污染物为36.98%,BS技术可以有效去除地下水中石油类污染物。