微波协助双氧水对底泥重金属影响及底泥修复可行性分析

发布时间：2017-12-25 10:31

本文关键词：微波协助双氧水对底泥重金属影响及底泥修复可行性分析　出处：《湖南大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：水体底泥污染已经成为世界公认的严重的环境污染问题,存在于和多国家和地区。在处理水体底泥有机污染物质时,化学氧化是一种有效的方法,能够氧化降解大部分的有机物质。然而,化学氧化方法可能会改变底泥本身的特性,进而改变底泥重金属所处的环境,引起底泥中重金属的释放,严重时可能形成重金属的二次污染,但没有研究研究该过程中底泥重金属的释放机理。为此,本研究采用微波协助双氧水的化学氧化这种高级氧化技术处理湖南省株洲市霞湾港的样本底泥,探究在该高级氧化过程中,底泥重金属的释放机理。探究了初始p H值,双氧水浓度,微波反应温度和微波时间对底泥重金属释放的影响。研究发现微波协助双氧水的化学氧化能够引起底泥重金属的大量释放,在此基础上,进一步探究该技术能否成为一种治理底泥重金属的方法。首先,作为一种高级氧化技术,微波协助双氧水氧化技术可以极大地提高底泥的氧化还原电位和降低底泥的p H值,从而大大增强底泥中重金属的释放。其中,高氧化还原电位能够氧化降解有机物质等,使以有机结合态存在的重金属释放出来。同时,该氧化过程中释放出来的酸性物质,促使泥浆p H值的降低,进一步促进重金属的释放。然后,Cu和Pb的释放效率随着初始双氧水浓度(0M-0.2M)的增加急速增高。对于Cd,在初始双氧水浓度为0.1M时,Cd的释放效率达到最大值,然而双氧水的初始浓度的变化几乎对Zn的释放效率没有影响。微波辐射的时间和微波辐射的温度对重金属Cu和Pb的释放效率的影响显著,在微波辐射温度25°C到85°C之间,Cu和Pb的释放效率随着温度的增加而显著增加。当泥浆的温度为50°C时,重金属Cu和Pb的释放效率随着微波辐射时间从0min到6min内增加,之后趋于稳定。其次,BCR(Community Bureau of Reference)连续提取实验表明重金属的释放效率和重金属在底泥中的化学形态分布密切相关。在微波协助双氧水的化学氧化处理底泥的过程中,底泥重金属的化学形态分布很大程度上决定着重金属的释放效率。微波协助双氧水氧化技术可以降低底泥中以可交换态/碳酸盐结合态、可还原态和氧化态存在的重金属的百分含量,提高底泥中以残渣态存在的重金属百分含量。因此,微波协助双氧水氧化技术增强了底泥中重金属的稳定行,降低了底泥中重金属的环境风险。最后,微波协助双氧水化学氧化处理底泥重金属这种技术可以解决部分底泥重金属的危害和部分重金属的危害,而不能解决所有的底泥重金属危害的问题。对于极度高污染的底泥(如霞湾港底泥),该技术不能彻底解决问题。对于其他底泥样品,该技术可以大大降低重金属危害,对于高污染的重金属Cd和Zn,问题得不到解决。对于重金属Cu、Pb和Cr,对于相对不高的含量,该技术可以解决底泥重金属污染的问题。总之,本研究初步探究了化学氧化(微波协助双氧水化学氧化)在氧化降低底泥有机物的过程中,引起底泥重金属释放的部分机理,以及化学氧化对底泥重金属形态的影响.。同时,对微波协助双氧水化学氧化能否成为一种修复底泥重金属的方法进行分析评价,丰富底泥重金属污染的处理技术,为之后的研究提供一个参考案例。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X52

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