Fenton试剂氧化法修复2,4-二氯酚污染土壤的研究.docVIP

Fenton试剂氧化法修复2,4-二氯酚污染土壤的研究 曾华冲，杨利芝，徐宏勇，刘勇弟 华东理工大学环境工程系，上海 200237 摘要：在泥浆体系中采用Fenton试剂氧化法修复2,4-二氯酚（2,4-DCP）污染的土壤。在恒温、避光条件下，研究2,4-DCP在泥浆体系中的解吸作用，并考察过氧化氢、硫酸亚铁、pH值、水土比、磷酸二氢钾、腐殖酸(HA)等因素对2,4-二氯酚去除效率的影响。试验结果显示，2,4-DCP在泥浆体系中有较高的解吸速率；2,4-DCP的解吸效率与水土比有关，水土比越大，解吸效率越高。研究表明：Fenton试剂氧化法能够有效地去除土壤中的2,4-DCP，过氧化氢和铁的最佳质量比为5:1，最佳pH值范围为2-3；水土比越大，2,4-DCP的去除效果越好；在pH=3时，磷酸二氢钾浓度、腐殖酸投加量和催化剂种类对2,4-DCP的去除效率影响很小。 Fenton试剂；化学氧化；2,4-二氯酚；污染土壤修复；泥浆中图分类号：X131. 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（200）0-0221-06近年来，随着生产的发展，越来越多的化学污染物正经各种途径进入土壤系统，如化肥和农药的大量施用、石油开采过程中原油的泄漏和有毒有害固体废弃物不合理填埋都造成了土壤的严重污染。土壤一旦被污染，不仅会直接影响农作物，还会威胁到地下水质，因此，土壤污染的治理受到了越来越多的关注。 目前，理论和技术上可行的土壤修复技术主要有物理法、生物法、化学法等，生物修复技术是现行研究和应用比较多的方法，但生物修复技术有其不足之处，例如修复时间一般较长，修复效果易受到土壤结构、性质和环境条件变化的影响，特别是对有毒有害的难降解有机物，生物修复的效果并不理想。原位化学氧化技术（In Situ Chemical Oxidation，ISCO）以其对有毒有害污染物处理的高效和具有反应时间短、操作简单等优势，研究和应用越来越广泛。与臭氧、高锰酸钾、次氯酸盐相比，Fenton试剂在污染土壤化学修复中的应用最广泛，很多学者在Fenton试剂修复各种有机污染物污染的土壤领域进行了研究[1-4]，美国环保署采用Fenton试剂原位修复受各种有机物污染的土壤，均取得了很好的修复效果[5]。 高效的污染土壤修复技术是污染土壤修复的前提，Fenton试剂氧化法具有高效快速且不受有机物浓度和种类的限制的优点，对于高浓度有毒有害有机污染土壤的快速修复和有机污染物事故排放应急处理具有重要的现实意义，在有机污染土壤的修复领域具有广阔的应用前景。氯酚类有机物是非常重要的工业原料，在环境中较为稳定，对环境和人类健康都有毒害作用，美国、日本和中国等很多国家都将其列入了优先污染物名单。由于2,4-D农药的大量使用，使得2,4-DCP污染土壤的现象很多，但采用Fenton 试剂氧化法修复2,4-DCP污染土壤的研究报道且很少，因此本试验采用2,4-DCP作为代表性有机污染物，通过考察过氧化氢、硫酸亚铁、pH值、水土比、腐殖酸等因素，研究Fenton试剂对污染土壤中的2,4-DCP的去除效果，为未来有机污染土壤的修复提供技术依据。 试剂：H2O2(30%)；FeSO4·7H2O；CH2Cl2；H2SO4；C6H4Cl2O，均为分析纯级试剂。 仪器：气相色谱仪GC7900（上海天美科学仪器有限公司）；恒温培养摇床THZ-300C（上海一恒科技有限公司）；离心机DL-5-B(上海安亭科学仪器厂)。 土壤试样采集于华东理工大学校园，采样深度为地表下10-20 cm，土壤在自然条件下风干，过1 mm筛后密封存储备用。 配制质量浓度为5 g·L-1的2,4-DCP的丙酮溶液，将2,4-DCP的丙酮溶液慢慢移入到筛好的土壤中，使最后的2,4-DCP污染土壤的质量分数为1000 mg·kg-1土。然后搅拌土壤至均匀，置于通风橱，使土壤中的丙酮挥发完全。 2,4-DCP的解吸和氧化实验均置于振荡速度为300 r·min-1的摇床中进行，避光，温度恒定为25 ℃。 解吸实验过程中，称取质量为5±0.01 g的2,4-DCP污染土壤，放入40 mL的棕色的带聚四氟乙烯瓶垫的玻璃瓶中，按照设定的水土比加入一定量的去离子水，调节pH值，反应瓶迅速放入摇床中振荡，在设定的时间点取样，样品在5000 r·min-1的转速下离心5 min，并分析水相中的2,4-DCP的质量浓度。 研究Fenton试剂氧化2,4-DCP污染土壤的实验中，5±0.01 g的2,4-DCP污染土壤放入到40 mL的棕色的带聚四氟乙烯瓶垫的玻璃瓶中，加入一定量的硫酸亚铁溶液或者去离子水，调节pH值，然后加入过氧化氢溶液，把样品瓶放入摇床中振荡，直至过氧化氢反应完全，反应终止，反应时间为2-24 h。