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有机氯农药污染场地土壤洗脱剂筛选及洗脱条件优化

作　者: 熊雪丽
导　师: 周立祥；占新华
学　校: 南京农业大学
专　业: 环境工程
关键词: 有机氯农药污染场地洗脱修复有机溶剂表面活性剂
分类号: X592
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着我国工业化和城市化的发展及《斯德哥尔摩国际公约》的履约进程,近几年出现了一大批关闭搬迁或待关闭搬迁的有机氯农药生产企业。搬迁后遗留场地面临用地功能的转换和二次开发,而且这些场地的污染土壤严重威胁人体健康和环境安全,已成为我国当前亟需解决的土壤环境问题。本论文以江苏某地两种复合有机氯农药(六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs),氯丹和灭蚁灵)污染场地的土壤为对象进行增效洗脱修复研究,筛选了适宜的洗脱剂,并针对筛选出的不同类型洗脱剂进行了洗脱条件的优化,为开展有机氯农药污染场地土壤洗脱修复工程实践提供科学依据和技术参数。本论文设计并完成了洗脱剂筛选与环糊精、表面活性剂和乙醇／水复合洗脱条件的优化四部分试验,研究结果如下：(1)选取了有机溶剂(正己烷,丙酮,二氯甲烷,正丙醇,异丙醇,甲醇,石油醚,乙醇,乙酸乙酯),表面活性剂(SAA)(十二烷基硫酸钠(SDS),十二烷基磺酸钠(LAS),十二烷基苯磺酸钠(SDBS),聚氧乙烯(20)失水山梨醇单油酸酯(Tween80)和辛烷基聚氧乙烯醚)和羟丙基-β-环糊精(HPCD)三类共16种洗脱剂对两种复合有机氯农药污染场地土壤进行超声洗脱修复。结果表明,同样的超声条件下,SAA浓度为5mmol/L,有机溶剂为纯溶剂,超声1h。HCHs和DDTs复合污染土壤,有机溶剂的洗脱效果最好,HCHs的洗脱率>70%,DDT的洗脱率>60%；而采用表面活性剂和环糊精洗脱,HCHs和DDTs的总洗脱率均低于4%。同样,在氯丹和灭蚁灵复合污染土壤上,有机溶剂的洗脱效果也明显优于表面活性剂。有机溶剂对灭蚁灵的洗脱率,除了正丙醇较低(63.5%)外,其余均在80%左右。对氯丹的洗脱率,除石油醚(59.6%),正己烷(49.3%)和正丙醇(42.0%)外,其余均在70%以上。同摩尔浓度的表面活性剂对氯丹的洗脱率由高到低排列为：吐温80(54%)>环糊精(20%)>鼠李糖脂和曲拉通100(13%),其余则小于5%;对灭蚁灵的洗脱率由高到低顺序为:Tween80(29.6%)>曲拉通100(12.4%)>鼠李糖脂(5.7%)。(2)HPCD洗脱条件优化试验表明,洗脱效果在0.5h可达到最高,HCHs和DDTs的洗脱量随着HPCD浓度的增大而增加,液土比为5：1浓度为100g/L HPCD体系中,HPCD溶液对HCHs和DDTs的一次洗脱率分别达到100%和18.3%；而增加洗脱次数,液土比为5：1浓度为60g/L HPCD对HCHs和DDTs污染土壤重复洗脱三次,对DDTs的总洗脱率可达29.1%；洗脱温度的增加也会使洗脱效果更好。对于氯丹和灭蚁灵复合污染土的增效洗脱结果与之类似,HPCD对于污染土壤中氯丹和灭蚁灵的洗脱量也是在0.5h达到最大值。当HPCD浓度为60g/L时,对氯丹的洗脱率为28.3%,对灭蚁灵的洗脱率为19.8%；与30℃相比,50℃并没有明显促进土壤有机氯农药的冼脱。而在供试HPCD浓度范围内,70℃较之50℃洗脱效果均有显著增强。40g/L HPCD对氯丹的三次累计洗脱率为32.0%,其中第一次洗脱量占累计总量的百分率分别为63.1%；40g/L HPCD对灭蚁灵的三次累计洗脱率达26.7%。(3)三种表面活性剂(吐温80,曲拉通100和鼠李糖脂)对氯丹和灭蚁灵复合污染土壤的洗脱试验结果表明,洗脱液浓度是影响洗脱效果的主要因素,农药的洗脱量随着洗脱液浓度的增大而增加；洗脱时间在1h内,即可达到较高的洗脱率；温度并非越高越好,较之30℃,较高温度(50,70℃)反而会使表面活性剂对土壤中氯丹和灭蚁灵的洗脱效果下降；适当增加洗脱次数可以获得更好的洗脱效果。(4)乙醇-水复合溶液对HCHs和DDTs污染土壤的洗脱研究表明,当振荡频率为180rmp,温度为30℃,固液比为1：15时,振荡洗脱可在1h达到平衡；当乙醇-水体积复合比为8：2和7：3时,洗脱效果最好,对土壤中HCHs和DDTs的一次洗脱率分别为76.8%和73.6%；用乙醇-水复合溶液对农药进行重复洗脱时,复合比8：2和7：3的两次累计洗脱率可达100%和93.7%。

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摘要 8-10ABSTRACT 10-12第一章有机氯农药污染场地土壤的修复(代文献综述) 12-24 1. 有机氯农药性质及危害 12-16 1.1 有机氯农药性质 12-15 1.2 有机氯农药危害 15-16 2. 有机氯农药的生产使用和污染现状 16-18 3. 污染场地土壤修复技术 18-20 3.1 物理修复方法 19 3.2 化学修复方法 19-20 3.3 生物修复方法 20 4. 土壤洗脱修复技术 20-21 5. 本文的研究目的、主要内容 21-22 5.1 研究目的 21 5.2 主要研究内容 21-22 6. 技术路线 22-24第二章适用于有机氯农药污染场地土壤的洗脱剂的筛选 24-34 1. 前言 24-25 2. 材料与方法 25-27 2.1 供试材料 25-26 2.2 试验设计 26-27 2.3 测定方法 27 2.4 数据统计 27 3. 结果与讨论 27-33 3.1 有机溶剂对六六六和DDT污染土样的洗脱效果 27-30 3.2 表面活性剂对六六六和DDT污染土样的洗脱效果 30-31 3.3 有机试剂对氯丹和灭蚁灵污染土样的洗脱效果 31-32 3.4 表面活性剂对氯丹和灭蚁灵污染土样的洗脱效果 32-33 4. 小结 33-34第三章有机氯农药污染场地土壤环糊精(HPCD)洗脱条件优化 34-46 1. 前言 34-35 2. 材料与方法 35-37 2.1 供试材料 35-36 2.2 不同浓度的HPCD溶液的配制 36 2.3 HPCD溶液洗脱时间试验 36 2.4 HPCD溶液洗脱浓度试验 36 2.5 HPCD溶液洗脱温度试验 36 2.6 HPCD溶液洗脱固液比试验 36-37 2.7 HPCD溶液洗脱次数试验 37 3. 结果与讨论 37-44 3.1 洗脱时间对洗脱效果的影响 37-38 3.2 不同浓度HPCD溶液对污染土壤的洗脱效果 38-40 3.3 固液比对洗脱效果的影响 40-41 3.4 温度对洗脱效果的影响 41-42 3.5 洗脱次数对洗脱效果的影响 42-44 4. 小结 44-46第四章氯丹灭蚁灵污染场地土壤表面活性剂洗脱条件优化 46-56 1. 前言 46-47 2. 材料与方法 47-48 2.1 供试材料 47 2.2 不同浓度表面活性剂溶液的配制 47 2.3 表面活性剂溶液洗脱时间试验 47-48 2.4 表面活性剂溶液洗脱浓度试验 48 2.5 表面活性剂溶液温度试验 48 2.6 表面活性剂溶液洗脱次数试验 48 3. 结果与讨论 48-54 3.1 表面活性剂浓度对洗脱效果的影响 48-50 3.2 洗脱时间对洗脱效果的影响 50-51 3.3 洗脱温度对洗脱效果的影响 51-53 3.4 洗脱次数对洗脱效果的影响 53-54 4. 小结 54-56第五章六六六DDT污染场地土壤乙醇-水复合洗脱条件优化 56-62 1. 前言 56 2. 材料与方法 56-57 2.1 供试材料 56 2.2 洗脱时间试验 56-57 2.3 乙醇-水洗脱剂复合比试验 57 2.4 洗脱次数试验 57 3. 结果与讨论 57-60 3.1 不同洗脱时间对洗脱效果的影响 57 3.2 不同复合比的乙醇-水溶液对土壤中农药的洗脱效果 57-60 3.3 洗脱次数对土壤中农药洗脱率的影响 60 4. 小结 60-62全文结论 62-64参考文献 64-72致谢 72-74硕士阶段发表的论文 74

有机氯农药污染场地土壤洗脱剂筛选及洗脱条件优化

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