活化过硫酸钠降解土壤中十溴联苯醚动态及机理研究

发布时间：2019-10-29 07:05

【摘要】：十溴联苯醚(BDE209)是电子废物拆解区典型污染物,由于其对环境具有潜在危害,已经引起了人们的广泛关注。现有报道主要采用零价铁等强还原性物质对BDE209进行脱溴,而毒性更大的低溴代联苯醚产物很难被进一步降解。基于此,本论文采用高级氧化技术对土壤中BDE209进行去除,研究不同过硫酸钠(PS)活化体系中BDE209的降解动态,探明其可能的降解路径及其机理。主要研究成果如下:(1)在亚铁活化PS体系中,较低的pH有利于BDE209的降解;当[Fe2+]0/[PS]0=0.5/1,[PS]0= 0.2 mol L-1,pH=3.0 时,反应 6 h 后 BDE209 的去除率为53.0%;投加适量的羟胺(HA)能够使二价铁再生促进BDE209的降解,当[HA]0/[Fe2+]0=4/1时,可使BDE209的去除效率提升13%。环境友好型螯合剂葡萄糖酸钠(Glu)能够极大促进BDE209降解,在pH=3.0时,BDE209去除率高达71.8%,降解动态符合准一级反应动力学方程,反应动力学常数(k1)与过硫酸钠初始浓度符合二次函数关系:k1=-0.019×[PS]02+0.031×[PS]0+0.007,R2=0.933,[PS]0=0.1-1.0 M。(2)在热活化PS体系中,当T=50℃,pH=5.0时,BDE209降解率最高,为53.8%;降解速率常数与过硫酸钠浓度符合较好的二次函数关系:k1=-0.293×[PS]02+0.267×[PS]0+0.046,R2=0.917,[PS]0=0.05-0.5 M,与土壤中 BDE209 浓度呈负相关关系:kI=-0.004×[BDE209]0+0.312,R2=0.994。(3)单一碱活化过硫酸钠体系对BDE209降解效率不佳,即便投加较高浓度(0.2 mol L-1)的过硫酸钠,反应360 min后,去除率仅为30.3%;而热、螯合亚铁和超声等与碱活化复合后能够明显促进BDE209降解。在热+碱复合活化体系中,当反应温度为55℃时,降解率达到46.6%,k1与体系温度符合Arrhenius方程,活化能为41.kJmol-1;而在螯合亚铁+碱复合活化体系中,当[Fe2+-Glu]0/[PS]0=0.1/1时,降解率达到51.5%;在超声+碱复合活化体系中,超声对PS活化作用有限,但能促进BDE209从土壤中脱附,同时也可促进氧化剂进入到土壤间隙中,从而使降解效率提升了 11.7%。(4)GC-MS分析结果表明BDE209在不同活化过硫酸钠体系中降解路径类似,均伴随脱溴反应,自由基与低溴代联苯醚进一步发生羟基化反应,最终矿化成C02、H20、短链羧酸等小分子物质。
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X53

【参考文献】