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過硫酸氫鉀修整土壤中苯系物的研究思路

  據知,有學者利用過硫酸氫鉀鹽氧化性能高、穩定性好、降解條件溫和、操作簡單等特性,著重研究了催化劑氧化過硫酸鹽對于土壤里面苯系污染物的修整性能與影響因素,針對土壤有機污染物修整材料難于回收的問題,利用生物炭多孔性和表面積大等特性,使得過硫酸鹽附著在改性生物質材料表面,利用生物炭對苯系污染物的修整作用,可將污染物吸附集中干生物炭表面,提高過硫酸鹽氧化速率。在工程應用中,將改性后的生物炭材料布設于污染土壤后,可通過水浮法等方法進行回收處理,避免產生二次污染。

  該過硫酸氫鉀修整苯系物的研究思路如下:

  初始階段∶究選用過硫酸鈉(Na2S2O8)、過硫氫鉀(KHS2O8以及過硫酸鈣(CaS2O8)作為氧化劑,Fe2+(FeSO4·7H2O)、Cu2+(CuO)、Mn2+((Mn2O3)作為催化劑,分別添加配比為5∶1、10∶1、15∶1,每組試驗三個重復。試驗中準確稱量5.00g苯污染土壤置于250mL三角瓶中,加入去離子水制成泥漿(水土質量比為1∶5)。加入催化劑后在磁力攪拌作用下達到反應溫度,快速加入氧化劑,并開始計時,反應時間為5、15、30、60、120、240min。反應結束后將反應瓶放入冰水以終止反應,樣品經真空過濾使土壤和反應液分離,分別測定土壤和反應液中殘留苯系污染物含量。

  二階段∶通過階段一的試驗,獲得較佳氧化劑-催化劑種類和配比(X-Y),分別設置溫度梯度30℃、40℃、50℃∶pH梯度5、9、1l;初始的污染物濃度BTEX1、BTEX3、BTEX3,對不同處理進行正交設計,每組試驗三次重復。試驗中準確稱量5.00g苯污染土壤置于250mL三角瓶中,加入去離子水制成泥漿(水土質量比為1∶5)。加入過硫酸氫鉀催化劑后再磁力攪拌作用下達到反應溫度,快速加入氧化劑,并開始計時,反應時間為5、15、30、60、120、240min。反應結束后將反應瓶放入冰水以終止反應,樣品經真空過濾使土壤和反應液分離,分別測定土壤和反應液中殘留苯系污染物含量。

  根據兩個不同階段的研究結果,可以確定較佳催化劑-氧化劑種類和配比以及較佳反應條件,選用玉米芯、谷殼、秸桿等常見的農業生產廢棄物制成生物炭,并負載過渡金屬催化劑,主要流程方法為:水洗生物炭清理雜質→在一定pH條件下生物炭與含過渡金屬離子溶液混合攪拌→水浴加熱去除水分→水洗→干燥,終獲得負載過渡金屬離子的生物炭。

  應用化學法修整苯系物修整效率高、時間段、成本低,并且對污染物類型和濃度不敏銳,應用不同氧化劑修整苯系物的成果并不一致。目前常用的氧化劑主要為高錳酸鹽、過氧化氫、芬頓試劑、類芬頓試劑及活化過硫酸鹽等,應用不同的氧化劑修整統一場地污染土壤的效率也不盡一致,一些研究表明高錳酸鉀和過硫酸氫鉀鹽類氧化劑對化工廠苯系物修整成果好、能力強,且在其氧化過程中轉移到周圍環境中的二次污染物較少,是較為友好的修整劑.

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