十溴联苯醚污染土壤的强化电动修复研究

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多溴联苯醚(PBDEs)是一类具有全球性、持久性和毒性的有机污染物,在环境中的累积趋势明显。由于我国电子拆解行业的不规范发展,PBDEs污染已成为污染场地的一种新的形式,开展PBDEs污染土壤修复技术研究极为必要。电动力学是一种适用于土壤/地下水中重金属和有机污染物的有效修复技术,尤其对黏土修复效果显著。本研究选取十溴联苯醚(BDE209)作为目标污染物,采用增溶剂和零价铁强化电动力学联合修复BDE209污染土壤。主要研究结论如下:(1)BDE209在土壤中的解吸过程符合一级三阶段解吸动力学模型。由该模型可知,BDE209在土壤中的解吸过程分为快速、慢速和极慢解吸三个阶段,其中极慢解吸量占总解吸量的68%。添加增溶剂羟丙基-p-环糊精(HPCD)、十二烷基硫酸钠(SDS)和腐植酸(HA)后,BDE209在土壤中的解吸效果增强,其中HA增溶效果优于HPCD和SDS。(2)电压梯度为2 V.cm-1、以HPCD作为增溶剂时,BDE209的电动修复效果较好,阳极附近土壤中26%的BDE209被迁移出去,并在靠近阴极的土壤中富集下来。连续修复30 d,发现在前4d,靠近阳极的土壤中BDE209迁移较快,而在靠近阴极的土壤中移动较慢;在4-10 d,BDE209在整体土壤中从阳极到阴极迁移速率都较快,各取样点目标污染物的含量变化较明显;在10~30 d,BDE209在整体土壤中的迁移速度都较慢,在15~30 d范围内,各取样点BDE209浓度趋于稳定。(3)零价铁对土壤中BDE209的还原脱溴反应在酸性、高温环境下效率较高。反应的前7d内,BDE209的还原符合准一级反应动力学方程;实验进行到7d后,零价铁降解速率降低,反应偏离了准一级动力学方程。采用GCMS进行降解产物分析,发现零价铁还原BDE209的过程为逐级脱溴,还原反应进行到30d时,BDE209的脱溴产物以三溴、四溴和五溴为主。(4)零价铁的引入增强了污染土壤中BDE209的去除效果。当零价铁反应墙设置在中间区域的时候,经过14d的修复,阳极区土壤中BDE209去除率达到了29.9%,中间区域BDE209降解率达到了36.5%。当零价铁反应墙设置在靠近阴极的区域,阳极到中间的三个区域内BDE209去除率分别为27.5%、25.2%和21.3%。
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