论文部分内容阅读
苯系物(BTEX)是一类重要的有机污染物。土壤中的BTEX可通过植物吸收作用进入食物链,对人体健康构成直接威胁,或通过渗流作用污染地下水,再经灌溉作用及饮用水直接或间接影响人体健康。因此,研究BTEX在土壤中的环境行为,深入认识BTEX在土壤环境中的迁移、转化规律,对于系统评价污染物的土壤容量及选择合理措施控制土壤及地下水苯系物污染都具有十分重要的意义。目前,对土壤中BTEX的研究从静态实验转向动态实验,从单一目标污染物及单一因素的研究逐步转向多组分、多变量因素,因而更切合实际环境条件,成为当前相关研究的发展趋势。本文以新疆干旱区石化污水库周边易污染土壤为研究对象,以苯、甲苯、乙苯、二甲苯为目标污染物,采用顶空-气相色谱-质谱联用方法分析土壤中的BTEX,通过静态吸附试验、吸附动力学实验研究土壤对BTEX的吸附特征及影响因素;采用土柱淋溶实验研究泄漏及污染土壤中BTEX的垂向迁移及分布特征;采用L9(34)正交试验法研究绿萝净化水中4种BTEX的可行性。旨在阐明干旱区石化污染库周边易污染土壤中BTEX的吸附、迁移特征及影响因素。研究结果如下:(1)采用顶空-气相色谱-质谱联用方法(HS-GC/MS)测定干旱地区土壤中4种BTEX含量,对顶空平衡温度、平衡时间以及基质修正液的加入量进行了详细的分析和优化。结果表明,最优顶空试验参数为基质修正液加入量5.00mL,顶空平衡温度45℃、平衡时间10min;工作曲线相关系数在0.996~0.999之间,样品加标回收率分别为81.46%、86.70%、94.45%、99.92%,相对标准偏差RSD(n=6)分别为6.62%、5.43%、4.51%、4.28%,方法检出限分别为0.127、0.0911、0.0764、0.204μg/kg,定量限分别为0.424、0.303、0.254、0.681μg/kg。(2)系统研究了低浓度BTEX在干旱区土壤上的吸附行为,分析土壤有机质含量,溶液pH、含盐量、温度等因素对吸附过程的影响。根据研究结果,筛选静态吸附实验的平衡时间为48h,水土比10:1。结果表明,吸附等温线符合Henry(线性)吸附模型;土壤有机质含量是影响吸附作用的主要因素;溶液pH值对吸附过程无规律性影响;增加溶液盐度或升高温度都会造成土壤对BTEX的吸附能力下降。(3)采用一维土柱装置模拟研究BTEX在地表发生瞬时泄漏后,目标污染物在土壤中垂向迁移与分布规律。结果表明,模拟泄漏量为10mL,30mL和50mL时,迁移的最远距离分别为3.18、6.60、10.15cm,平均迁移速率分别达到了1.95、2.54、4.01cm/h,土壤中BTEX迁移动力学特征符合二阶指数方程,平衡泄漏距离与泄漏体积成正比,泄漏初期(0-20min)迁移速率较大。(4)采用不同初始浓度BTEX溶液淋溶土柱,考察了不同浓度BTEX溶液在土壤中迁移分布规律;采用自制BTEX污染土壤,研究了淋溶方式、淋溶液pH、盐度对土壤中BTEX迁移的影响。结果表明,浓度不同的BTEX溶液淋溶土柱,苯、甲苯、乙苯、二甲苯迁移总体呈现出先升高再降低的趋势;表层土为BTEX污染土壤,土壤中BTEX残留量在中性条件下最大,淋溶液pH值和盐度对BTEX迁移的影响无明显规律,滴灌方式有利于减少土壤中BTEX的残留。(5)本文选用植物绿萝作为研究对象,采用部分正交试验,研究绿萝对水中4种BTEX的净化可行性,并分析温度、处理时间和生物量对水中BTEX去除率的影响。结果表明,生物量是影响绿萝去除BTEX效果的主要因素,其次是温度、处理时间。绿萝对BTEX去除效果随着生物量增大而增大,生物量与去除率呈正相关关系。