高锰酸钾氧化修复受多环芳烃污染土壤的研究

发布时间：2019-04-23 11:29

【摘要】：近年来,随着人们环保意识的增强以及与生态环境的不断恶化,土壤污染的现状与危害得到了越来越多的重视。目前我国土壤修复的主要注意力仍集中在受重金属污染的土壤上,而有机污染土壤的修复则集中在石油、农药等传统污染物上。多环芳烃(PAHs)是具有“三致”效应的一类难降解有机污染物。土壤是PAHs累积和迁移的重要介质,将会严重危害生态系统,进而通过食物链影响人体的健康。因此,修复受PAHs污染的土壤已成为当下重要的研究内容。本文选取了具有代表性的三种PAHs作为目标污染物。开展了高锰酸钾(KMn04)氧化修复受PAHs污染土壤的实验研究,以期对土壤修复的工程化实践提供基本依据。首先开展了有机污染土壤的前处理研究。优化了超声萃取工艺,如将土壤冷冻干燥时间由4h提升至24 h,PAHs的回收率增加至80.11%；超提时间每次设置为30 min时,PAHs的回收率为70.36%,此时既保证了较好的回收率又避免了在超声萃取过程中萃取液温度过高的问题。在优化超声萃取实验的基础上,对比了索氏提取与超声萃取对污染土壤中PAHs的回收能力。结果显示,使用索氏提取时,蒽、芘及苯并[a]芘的回收率为94.55%、91.29%及88.56%,略高于使用超声萃取时所得对应的回收率为92.21%、85.24%及80.22%。其次以改进的实验方法测定了污染土壤的高锰酸盐指数(SPI),为氧化修复实验所需的KMn04药剂投加量提供依据,本实验用土的SPI为28.12 g高锰酸钾/kg土。在确定药剂量的基础上,以单因素实验系统考察了水土比、反应温度、反应时间对多环芳烃去除率的影响,结果表明当水土比由0.5增加至3.0、反应温度由30℃增加至55℃、反应时间由0.5 h增加至3.5 h时,污染土壤中PAHs的去除率相对增加了67.76%、47.30%及59.42%。在单位污染土壤理论KMnO4需要量及单因素实验结果的基础上,进一步运用均匀设计法考察了各反应因素对PAHs氧化去除率的影响。实验数据和结果经数据处理软件处理后得到各反应因素与PAHs的去除率之间的具有预报功能的回归方程,通过对回归方程的随机验证可得,三次随机验证结果的拟合误差均在5%以内,表明该拟合方程对KMn04体系去除土壤中PAHs具有准确的预报功能。通过数据拟合得到了水土比与反应温度的交互作用是KMn04氧化体系中最为重要的影响因素。此外,还得到了实验方案下的最优实验条件,即水土比为3.2、反应时间为5 h、反应温度60℃及0.225 gKMn04/10g土,经实验验证,在该条件下,PAHs的去除率达到了85.36%,达到了条件优化的目的。对KMn04氧化修复后所得反应废液进行了成分分析,结果显示,经GS-MS检测,反应废液并未检出PAHs,也未检测出其它具有潜在风险的环境污染物；2-甲基丙酮可能是PAHs的降解产物之一。此外,考察了PAHs污染土壤经KMnO4氧化后,土壤的pH值、有机质含量及土壤粒径的变化情况。经KMnO4氧化后,土壤有机质含量相比较氧化前下降了47.44%,而pH值及土壤粒径组成在氧化前后均未发生明显变化。
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【学位授予单位】：上海应用技术学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X53;TQ203.5

【参考文献】

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本文编号：2463423