基于活化過硫酸鹽降解土壤中氯代有機污染物的機理研究.pdf

1、DDT（雙對氯苯基三氯乙烷，滴滴涕）是一種廣泛使用的有機氯農(nóng)藥，具有環(huán)境持久性、長期殘留性、生物蓄積性、半揮發(fā)性、長距離遷移性和高毒性等，現(xiàn)在已經(jīng)禁止使用，但隨著我國城鎮(zhèn)化的發(fā)展，大量有機氯農(nóng)藥廠面臨關(guān)閉或搬遷，這些污染源對周圍群眾的健康和環(huán)境生態(tài)造成嚴重危害，日益引起人們的關(guān)注。所以，亟需開發(fā)一種高效、快速降解土壤中有機氯農(nóng)藥的修復(fù)技術(shù)。
　　基于此，本文研究了納米零價鐵（nano-Fe0）活化過硫酸鈉（persulfate，P

2、S）對水溶液中DDT的降解效果，考察了溫度、DDT濃度、PS濃度和nano-Fe0投加量、反應(yīng)物投加順序、氣體氛圍對 DDT降解效率的影響，利用 GC-MS測定了反應(yīng)中間產(chǎn)物，推測出DDT的可能降解途徑；采用微納零價鐵（micro/nano-Fe0）活化PS降解場地污染土壤中的DDTs；采用PS常用活化方法及Fenton試劑降解江蘇南通某農(nóng)藥廠及無錫某鋼鐵廠場地污染土壤中的有機污染物。主要的研究內(nèi)容與結(jié)論如下：
　　1、采用 na

3、no-Fe0活化 PS降解水溶液中的 DDT。質(zhì)量平衡分析結(jié)果表明，單獨nano-Fe0處理，體系中DDD和DDE的生成濃度占到了DDT濃度減少的73％-100%，說明還原脫氯是DDT降解的主要途徑。Nano-Fe0/PS體系中，DDD和DDE的生成濃度為 DDT濃度減少的20%-28%，說明體系中除了還原脫氯，礦化作用可能是 DDT降解的主要途徑。Nano-Fe0活化PS也能快速降解DDD和DDE，反應(yīng)30 min后降解率可達82%和

4、51%，三者降解由難到易的順序為：DDE>DDT>DDD。當(dāng)nano-Fe0/PS摩爾比為1:1時，DDT有最佳的降解效果。升高溫度有利于DDT的降解，DDT的降解速率隨著DDT濃度的增加而降低。反應(yīng)物投加順序?qū)DT的降解也有很大影響，先加PS后加nano-Fe0有利于DDT的降解，通入空氣有利于DDT的降解，通入氧氣， DDT的降解率有所降低。利用GC-MS確定了體系降解DDT過程的中間產(chǎn)物，推測了DDT的可能降解途徑，DDT的降解

5、過程存在氧化與還原兩種作用。
　　2、采用micro/nano-Fe0活化PS降解土壤中的DDTs。DDTs降解率隨著PS濃度的增加而增加，但增加幅度不明顯；DDTs降解率隨著micro/nano-Fe0的增加而顯著增加，當(dāng)micro/nano-Fe0/PS摩爾比增加至4:1時，p,p′-DDT和o,p′-DDT的降解率可達92%和95%。采用最佳的micro/nano-Fe0/PS摩爾比4:1，反應(yīng)24 h后DDT的降解率可達8

6、0%，但積累了大量DDD和DDE，隨著反應(yīng)的進行DDD可以被繼續(xù)降解。實驗通過加入表面活性劑增溶提高DDTs的溶解度，使用的三種常用的表面活性劑分別為：Tween80（聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯）、Brij35（聚氧乙烯月桂醚）和SDBS（十二烷基苯磺酸鈉），采用micro/nano-Fe0/PS體系降解洗脫液中的DDTs，其中Brij35土壤洗脫液中DDTs的降解效率最高，micro/nano-Fe0/PS摩爾比為4:1時，DDTs有最

7、佳的降解效果，p,p′-DDT、o,p′-DDT和p,p′-DDE的降解率可以達到100%、100%和86%。
　　3、采用堿活化PS降解南通某農(nóng)藥廠場地土壤中的有機污染物。7.0 M氫氧化鈉和50 g/L PS處理對污染物的降解效果最好，其降解率在90%以上，單獨堿對污染物也有一定的降解效果。Fe2+活化PS，當(dāng)PS的濃度為300 g/L，PS/Fe2+摩爾比為1:1時，污染物的降解率最高，3種污染物的降解率分別為100%、50

8、%和40%。Fenton試劑對土壤中有機物降解的效果較差，當(dāng) H2O2的濃度為0.8 M，H2O2/Fe2+摩爾比為1:1時，3種污染物的去除率分別為60%、10%和2%。堿活化PS較適合修復(fù)農(nóng)藥污染土壤，F(xiàn)e2+活化PS對土壤中的農(nóng)藥也有一定的降解效果，F(xiàn)enton試劑的降解效果最差。
　　4、采用Fe2+活化PS降解無錫某鋼廠場地污染土壤中的多環(huán)芳烴，當(dāng)PS的濃度為150 g/L，PS/Fe2+摩爾比為5:1或10:1時，污染

9、物的去除效率最好，污染物的降解率為52%～97%或45%～100%。添加絡(luò)合劑乙二胺四乙酸、檸檬酸和表面活性劑Brij35，污染物的降解率沒有增加，反而有一定降低。Fenton試劑對土壤中有機物降解的效果較差，F(xiàn)enton試劑中H2O2/Fe2+摩爾比為2:1，當(dāng)H2O2濃度為100 mM時，F(xiàn)enton對污染物的降解率可達41%～52%，增加H2O2的濃度至200 mM和500 mM時，F(xiàn)enton試劑對污染物的降解率則降低到26%～