过一硫酸盐-高铁酸盐-FeS修复邻二氯苯污染土壤

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:babyface_2009
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有机氯污染土壤的修复是目前土壤修复的一个重点和难点。针对有机氯难降解的问题,本文以邻二氯苯为例,提出了过一硫酸盐-高铁酸盐-Fe S(PFI)复合氧化体系,可高效的对有机氯污染土壤进行修复。本文采用异位修复的方式和土柱淋洗模拟原位修复的方式,利用PFI氧化体系对邻二氯苯污染土壤进行了修复。在异位修复实验中,采用正交实验确定了试剂的最佳配比为过一硫酸盐:高铁酸盐:Fe S:邻二氯苯=20:20:10:1(摩尔比),最佳反应温度为45°C,最佳反应p H为6,最佳水土比为3:1。通过拟合邻二氯苯随时间浓度变化特征,发现PFI对土壤中邻二氯苯降解动力学符合拟一级动力学,常温下反应30 min即可达到92%的去除率,修复效果远高于传统氧化剂。通过对中间产物的监测,进一步探究了PFI对邻二氯苯的降解机理,即:Fe S不仅可以对过一硫酸盐进行活化产生SO4-·,而且能够同时强化高铁酸盐生成五价铁和四价铁的过程;SO4-·与五价铁和四价铁协同氧化降解邻二氯苯,氧化速率和效率得到大幅度提高。对异位氧化修复前后的土壤的性质进行了测定,结果表明使用PFI氧化体系对土壤进行异位氧化修复后,土壤整体由弱碱性变为弱酸性(p H=6.01),土壤颗粒的平均粒径减小。此外,由于颗粒中的多孔结构被破坏,污染物更不易吸附在土壤颗粒上,降低了修复后的土壤被再次污染的风险。对土壤中各金属元素监测发现,土壤中除铁之外的其它金属元素含量明显降低,证明PFI氧化体系不仅可有效除去土壤中的有机污染物,同时可改善重金属污染情况。采用土柱实验测试了过一硫酸盐和高铁酸钾的复合溶液在土壤中的渗透系数(1.46~2.46×10-4 cm/s),实验发现随氧化物浓度增大,渗透系数变小。使用PFI对污染土壤进行了土柱淋洗修复实验,结果表明PFI可实现对深层土壤的氧化修复,在适中浓度下经过3.8小时淋洗,可将深度为5、15、25 cm处的土壤中的邻二氯苯的最终残留率降低为17.5%、20.0%和30.3%。在改变土壤性质方面,土柱实验表明PFI对土壤性质的改变与土壤深度呈现负相关关系,且土壤越浅,改变的越彻底。综上所述,PFI氧化体系对含氯苯有机污染场地的修复有良好前景。
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