类芬顿法处理含油土壤的研究.pdf
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1、陈臣.类芬顿法处理含油土壤的研究.河南化工():.类芬顿法处理含油土壤的研究陈 臣(贵州省检测技术研究应用中心 贵州 贵阳)摘 要:以含油土壤为研究对象探讨了类芬顿法对土壤中石油烃的去除效果 采用红外分光光度法检测石油烃含量分别考察了柠檬酸浓度、双氧水浓度、水土比、反应时间等 个因素的影响 结果表明双氧水浓度对石油烃的去除效果影响最显著关键词:含油土壤 类芬顿法 红外分光光度法 石油烃中图分类号:文献标识码:文章编号:()():.:含油土壤是由石油浸染土壤而产生的 石油进入土壤后与土壤颗粒缔结从而使土地质地变硬土地的通透性变差 石油与土壤中氮、磷等组分结合使植物无法充分吸收土壤中的有机质限制了
2、硝化作用和酸化作用 由于石油的拒水性如果石油黏附在土壤中的植物根系上还会影响植物的正常呼吸和对土壤中水分及水溶性养分的吸收轻微的会造成植物生长不良严重的会导致植物的死亡 石油中主要包含烷烃、环烷烃、芳香烃还包含硫化物、氮化物和一些微量元素等 烷烃在石油烃组分中占比位于首位 烷烃中的主体是小分子的正构烷烃而分量较少的异构烷烃大部分有毒性尤其以异戊二烯型为代表的异构烷烃在自然界中极难降解 小分子烷烃会影响器官的生长发育还会危害动物的神经系统 的烷烃会引起肝脏病变和肠系膜淋巴结导致肝脏脂质肉芽肿及组织细胞增多病等 环烷烃在石油烃中主要以环戊烷、环己烷为主 石油中易挥发的组分随着土壤中的空隙扩散出去石
3、油大分子组分很难分解石油中大部分有害组分被保留在土壤中所以石油对土壤的损害是长期的类芬顿法是借助于其他手段来催化过氧化氢产生超氧自由基和羟基自由基来去除有机污染物的方法 其反应机制如下:()目标污染物反应副产物()()()()()()反应式()最为关键被还原的 继续参加反应得以形成链式反应 柠檬酸作为铁离子的络合剂可以减慢 的分解速率从而延长 寿命提高石油烃的去除率类芬顿试剂与芬顿试剂相比反应效率有所降 收稿日期:作者简介:陈臣()男助理工程师从事环境监测等工作 :.第 期 陈臣:类芬顿法处理含油土壤的研究低但可以在中性环境下完成催化对于周围的生化环境伤害也小 类芬顿法具有花费资金少、操作简单
4、、处理效率高等特点适用于地下水和土壤同时被污染的治理 故采用类芬顿法来进行含油土壤修复的研究 实验材料与方法.含油土壤的制备实验土壤采自贵州省贵阳市花溪区大学城附近处的空地 实验原油采自胜利油田该原油是含硫中间基原油蜡含量高胶质沥青质多相对密度大多采用燃料 化工型加工方案将采集的干净土壤晾干后去除砂砾、植物根系等杂物研磨后过 筛收集后备用 准确称取原油.用 石油醚溶解用玻璃棒蘸取溶解原油的混合液慢慢淋洒在 干净土壤上待淋洒完成后戴手套将土样慢慢揉搓混合均匀配制完成质量分数为 的含油土壤 配制完成后的土样在通风橱内晾晒 周每天搅拌 次待大部分石油醚挥发后转移至地面铺开继续晾晒 周直至石油醚完全挥
5、发干净.红外分光光度法测量石油烃含量本实验所采用的萃取剂为四氯乙烯 实验使用 红外分光测油仪它是专门进行水质石油类和动植物类的测定遵循国标 该仪器也可进行土壤中石油烃含量的测定其最大测量值为 /检出限为./所以待测定液进行测量时需要进行稀释 在萃取土壤时四氯乙烯可将土壤中石油和土壤中的动植物油全部萃取出来萃取液须经硫酸镁吸附柱过滤后脱去动植物油组分方能计算土壤中残留的石油烃含量 设计数据汇总见表 其他实验及计算步骤、含量计算不再赘述设计数据如下:土壤含油量 每次萃取土样的质量 待测定液的最大检测浓度 /萃取液的稀释倍数 仪器的检测范围 用纯四氯乙烯在测油仪波长范围 的扫描标准谱图后将可测定液放
6、入仪器测量得到可测定液中石油烃浓度计算公式如下 其中:表示可测定液中石油烃浓度/表示土壤中残余石油烃含量/通过计算得到土壤中残余石油烃含量后即可计算石油烃去除率.类芬顿法对土壤处理效果的影响因素为探究硫酸亚铁浓度、柠檬酸浓度、双氧水浓度、双氧水投加次数、反应时间、水土比对反应进程的影响本次实验预设条件如表 所示表 类芬顿法对土壤处理效果的正交试验设计表水平因素硫酸亚铁浓度()/()柠檬酸浓度()/()双氧水浓度()/()双氧水投加次数()/次反应时间()/水土比()分别称取柠檬酸.和硫酸亚铁.溶解在 和 蒸馏水里分别得到浓度为 /的柠檬酸和硫酸亚铁的母液分别取.、.、.的柠檬酸溶液定容至 分别
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