复合表面活性剂对石油烃污染土壤增溶修复试验研究

发布时间：2020-05-13 20:58

【摘要】：近年来我国土壤石油烃(Total petroleum hydrocarbons,TPHs)污染程度日趋严重,该类污染具有危害大、治理难等特点,已引起全社会的高度重视。表面活性剂增溶法是一种快速而有效的石油烃污染土壤修复方法,通过表面活性剂亲水亲油性能可以有效地增大污染物的溶解度,从而达到去除石油烃的目的。阴-非离子型复合表面活性剂对有机污染物的增溶效果显著,但其效果不仅受到表面活性剂自身特性的影响,还受到土壤粒径分布以及石油烃特性的影响。因此,本文采用阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(Sodium dodecyl sulfate,SDS)与非离子型表面活性剂失水山梨醇单油酸酯(Tween80)进行复配,首先研究了表面活性剂配比、浓度和增溶助剂对石油烃增溶效果的影响;接着探究了石油烃在土壤中的分布规律,然后进一步分析了各粒级土粒中石油烃的增溶效果,进而探究TPHs容易被增溶去除的土壤粒径范围。研究结论如下:1)表面活性剂SDS对TPHs污染土壤的增溶效果优于Tween80,两者的增溶率都在24h趋于稳定。对于污染浓度较低的土壤(TPHs=3970 mg/kg),宜采用1:1配比的复合表面活性剂SDS/Tween80增溶处理;对污染浓度较高的土壤(TPHs=25835 mg/kg),则选用单一表面活性剂SDS增溶处理。表面活性剂对污染土壤的最佳处理浓度为5 g/L。助剂Na_2SiO_3促进了表面活性剂对石油烃污染土壤的增溶作用,NaCl无促进作用,反而抑制了其增溶作用。2)TPHs浓度随土壤粒径的增大呈现先降低后升高的趋势,其中75μm以下的土粒中TPHs的浓度较高。75-2000μm的土粒对TPHs贡献率为77%,其主要含有C16-C28组分,而75μm以下土粒中主要含有C16-C28和C28-C35组分,因此很难直接通过土壤筛分分离出大量毒性较小的土壤;各粒级土粒中TPHs浓度受总有机碳(Total organic carbon,TOC)和比表面积(Specific surface area,SSA)共同影响,但主要由TOC主导;各土粒的矿物随粒径的减小逐渐从原生矿物向2:1型的次生矿物转化,75μm以下土粒所含矿物可能促进了TPHs的吸附。3)从TPHs总量来看,污染浓度较低的土壤经SDS/Tween80增溶处理后,75-2000μm土粒中TPHs浓度已降至标准限值以下,污染浓度较高的土壤经SDS增溶处理后,75-2000μm土粒的增溶率达到87%以上;从TPHs组分来看,各石油烃组分在75μm以下土粒中的残留量最高,其中碳链较长的C21-C28以及C28-C35组分更易被复合表面活性剂SDS/Tween80去除。所以该石油烃污染土壤适合增溶的粒径范围为75-2000μm,可将75-2000μm土粒采用表面活性剂增溶法处理,75μm以下的土粒采用其他方法处理,土壤的增溶处理量可减少19%。
【图文】：

分子结构式,活性剂,失水山梨醇单油酸酯

学硕士学位论文 2 材料表 2.3 表面活性剂的基本性质Table 2.3 The Basic properties of surfactant活性剂化学名称类型分子量 CMC(mg/L) Heen80 失水山梨醇单油酸酯非离子型 1310 13 SDS 十二烷基硫酸钠阴离子型 288 2420 面活性剂 SDS 和 Tween80 的分子结构分别见图 2.2 和图 2.3。

分子结构式,失水山梨醇单油酸酯,化学名称,非离子型

Table 2.3 The Basic properties of surfactant性剂化学名称类型分子量 CMC(mg/L) en80 失水山梨醇单油酸酯非离子型 1310 13 S 十二烷基硫酸钠阴离子型 288 2420 活性剂 SDS 和 Tween80 的分子结构分别见图 2.2 和图 2.3。图 2.2 SDS 的分子结构式Fig 2.2 The molecular structure of SDS
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X53

【参考文献】