滩涂沉积物石油污染高级氧化修复及健康风险后评估技术研究

发布时间：2017-05-30 00:10

  本文关键词：滩涂沉积物石油污染高级氧化修复及健康风险后评估技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近几十年来,石油已成为我国经济社会发展的命脉,但海上石油在开采及运输过程中,经常发生泄漏事故,对周围海域及滩涂造成了一定的环境危害。本文旨在研究高级氧化技术对石油污染滩涂的修复治理效果,同时通过健康风险后评估验证其在滩涂环境下的适用情况,主要内容包括：(1)研究芬顿、类芬顿和活化Na2S2O8技术对石油总量及各碳段的去除效果,同时考察潮汐作用对其去除效果的影响；(2)研究活化Ca02技术对石油烃的去除效果,验证其活性组分；(3)开展污染滩涂健康风险后评估,推导适用于石油烃的风险控制值计算模型,验证高级氧化技术对滩涂修复的适用性。主要结果如下：(1)在催化剂(FeSO4或Fe2(SO4)3)/H2O2的摩尔比为0.1,H2O2/沉积物的质量投加比为0.05时,芬顿与类芬顿对石油的总量去除率分别为48.9%和57.4%,且相同条件下芬顿去除率要优于类芬顿；对于碳段组分的降解,芬顿和类芬顿均较容易将中间碳段化合物(C10～C16)氧化为低碳段(C10)且较易挥发的化合物甚至CO2和H20而去除,然对于高碳段(C16),部分会被氧化为低碳段且较易挥发的化合物甚至CO2和H20而去除,同时也存在一部分被氧化为中间碳段化合物残留于土壤中；潮汐作用能促进芬顿对石油烃的氧化去除效果。(2) 单独投加Na2S2O8,其于沉积物的质量比大于0.01时,石油烃的总量去除率可达到46%以上。而亚铁盐、碱和热等催化方式均能提高其去除效果,Na2S2O8/沉积物的质量投加比为0.01,FeSO4/Na2S2O8和CaO/Na2S2O8的摩尔投加比及活化温度分别为0.05、0.9以及50℃时,石油烃的总量去除率分别达到60.4%、51.3%和59.8%。活化Na2S2O8对石油烃各碳段组分的降解规律与芬顿和类芬顿相似,但潮汐作用对活化Na2S2O8氧化技术具有负面效应。(3) 活化CaO2对石油烃具有一定的去除效果,各因素的影响作用先后顺序为：反应时间Na2EDTA/沉积物(w/w)CaO2/沉积物(w/w)水土比FeSO4/沉积物(w/w),且各因素的最优水平为：168 h,0.05,0.02,2.5和0.05,最优组合下石油烃的去除率达到64.43%,同时猝灭实验证明了其活性成分·OH的存在。(4) 健康风险后评估结果显示,滩涂特征环境下,石油污染沉积物的风控计算值为1614.2 mg/kg,证明了高级氧化技术适用于污染滩涂的修复治理。
【关键词】：滩涂 潮汐 石油烃 高级氧化 风险控制值
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X55
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 前言11-26
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 石油烃的组分构成12-13
• 1.3 石油烃的分析方法13-15
• 1.3.1 总量法13-14
• 1.3.2 馏分分析法14-15
• 1.4 石油污染物在滩涂环境下的迁移转化规律15
• 1.5 石油污染土壤修复技术研究现状15-22
• 1.5.1 石油污染土壤修复治理技术概述15-16
• 1.5.2 基于高反应活性自由基的高级氧化修复技术16-22
• 1.6 石油污染场地风险评估研究现状22-24
• 1.6.1 污染场地风险评估研究现状22-23
• 1.6.2 石油污染场地风险评估研究现状23-24
• 1.7 课题研究目的与意义24
• 1.8 课题研究内容与技术路线24-26
• 1.8.1 研究内容24
• 1.8.2 技术路线24-26
• 第2章 滩涂石油污染芬顿与类芬顿高级氧化修复26-35
• 2.1 材料与方法26-29
• 2.1.1 沉积物理化参数及污染物含量测定和供试样品前处理26
• 2.1.2 试剂与仪器26
• 2.1.3 实验方法26-28
• 2.1.4 分析方法28-29
• 2.2 结果与分析29-34
• 2.2.1 芬顿与类芬顿对石油烃总量的去除效果29-30
• 2.2.2 芬顿与类芬顿对石油烃各碳段的去除效果30-32
• 2.2.3 潮汐作用对芬顿氧化降解效果的影响32-34
• 2.3 本章小结34-35
• 第3章 滩涂石油污染活化过硫酸盐高级氧化修复35-42
• 3.1 材料与方法35-36
• 3.1.1 试剂与仪器35
• 3.1.2 实验方法35-36
• 3.2 结果与分析36-41
• 3.2.1 活化过硫酸盐对石油烃总量的去除效果36-38
• 3.2.2 活化过硫酸盐对石油烃各碳段的氧化去除效果38-39
• 3.2.3 潮汐作用对过硫酸盐氧化降解效果的影响39-41
• 3.3 本章小结41-42
• 第4章 滩涂石油污染活化过氧化钙高级氧化修复42-48
• 4.1 材料与方法42-43
• 4.1.1 试剂与装置42
• 4.1.2 实验方法42-43
• 4.2 结果与分析43-47
• 4.2.1 活化CaO_2对DHP水溶液的氧化降解效果43-44
• 4.2.2 CaO_2对沉积物中总石油烃的氧化降解效果44-45
• 4.2.3 ·OH猝灭验证实验45-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第5章 石油污染滩涂修复后评估技术研究48-61
• 5.1 后评估技术研究方法与技术路线48-49
• 5.2 “源-途径-受体”暴露模型的研究49-51
• 5.2.1 关注污染物识别及碳段分析49
• 5.2.2 关注污染物毒性特征及来源分析49
• 5.2.3 暴露评估及受体分析49-51
• 5.3 关注污染物毒性评估及毒性因子取值51-53
• 5.4 风险控制值的确定53-60
• 5.4.1 风险控制值计算确定的原则53-54
• 5.4.2 石油烃风险控制值计算模型的推导54-55
• 5.4.3 风险控制值计算55-60
• 5.4.4 污染土壤的风险控制值分析及确定60
• 5.5 本章小结60-61
• 第6章 结论与建议61-63
• 6.1 结论61-62
• 6.2 建议62-63
• 参考文献63-70
• 致谢70-71
• 攻读硕士期间(待)发表的论文71

【参考文献】

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本文编号：405985