表面活性剂增效修复多环芳烃污染土壤的应用研究.pdfVIP

致 谢 光阴荏苒，不觉中在中国科学院地理科学与资源研究所又度过了四年博士生活。 四年的时间，经历颇多、收获颇多。在即将翻开人生新页之时，感激之情无以言表。 本论文是在导师梁涛研究员、廖晓勇副研究员的悉心指导下完成的。两位老师深 邃的学术思想、严谨的治学态度、忘我的科研精神、以及耐心细致的指导，均深深地 感染和激励着我，使我受益匪浅。在此，谨向两位老师致以最诚挚的谢意。 博士期间，有幸得到阎秀兰老师在学业和生活中的细心指导和帮助，使我受益颇 多。感谢本研究室王五一、杨林生、董云社、晏维金研究员以及李永华、李海蓉、虞 江萍、冯福建、曹红英、齐玉春、李海涛、韦朝阳等老师在学习和生活上的指导和帮 助。同时感谢研究生部的陈力、王淑强、谭寨璐、储小红、黄文力等各位老师为我们 顺利完成学业创造的良好条件，感谢各位老师的无私和辛劳！ 论文的完成还要感谢文一、彭琴、叶必熊、王凌青等诸多师兄、师姐，他们的经 验和帮助使我受益非浅。特别感谢师弟、师妹：王伟力、李鹏、孙璐、赵丹、马栋、 王玉哲、王振、施启文、何力为、朱岗辉、余冰冰、林龙勇、梅娟、王建益、陶欢等 在具体的实验过程中给予我的无私帮助。 感谢深爱着我的家人，他们对我的关怀和支持是我完成论文工作的坚强后盾。最 后，感谢我的妻子杜晓燕女士，她的理解和对我无微不至的照顾和帮助，让我感觉到 了家的幸福，使我能够顺利完成博士学位论文。 祝福我生命中所有的亲人、师长和朋友，愿你们幸福、安康！ 摘 要 多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons ，PAHs ）是煤化工、石油化工等活动中产生的一 类常见的致癌有机污染物。表面活性剂增效修复技术作为一种有效去除污染土壤中 PAHs 的方法， 在工程应用方面案例并不多见、工程基础参数累积仍然不够。开展表面活性剂增效修复多环芳烃 污染土壤的应用研究具有重要的实践意义。 本文针对焦化工业场地污染土壤和石化工业污染农田土壤两种典型 PAHs 污染土壤，围绕表 面活性剂的增效作用、影响因素等方面，通过室内模拟试验和现场试验，系统开展了表面活性剂 的增效修复应用研究，主要研究结果如下： （1）在照液固比 20ml:2g 的条件下，开展了四种类型表面活性剂洗脱剂（TX100、SDBS、 RL 、FBR ）洗脱焦化工业场地污染土壤中 PAHs 的批量摇瓶试验。结果表明：化学表面活性剂 （TX100、SDBS）对PAH 的增溶能力要明显高于生物表面活性剂（包括RL 溶液及其发酵液FBR ）， 四种洗脱液的增溶能力（质量增溶比，WSR ）依次是：TX100 SDBS RL FBR ；比较淋洗前 后溶液中表面活性剂浓度的变化，发现污染土壤对表面活性剂的吸附符合 Langmuir 等温曲线， 土壤对表面活性剂吸附能力（Sm ）依次是RL RL (in FBR) SDBD TX100 ；化学表面活性剂 （TX100、SDBS）对PAHs 的去除效率要明显高于生物表面活性剂（RL ），在液固比为20ml:2g 条件下，单次淋洗可以去除 41% 以上的T-PAHs 。与此同时，不同类型表面活性剂对不同PAH 单 体的去除率存在差异，但是，大部分的PAH 单体的去除率均符合规律：TX100 SDBS RL FBR 。 （2 ）通过640ml （16PV）8000mg/L TX100 溶液持续淋滤焦化工业场地污染土壤中 PAHs 室 内柱模拟研究，结果表明：在淋滤了 5.5PV、8000mg/L 的 TX100 溶液后，淋滤液的颜色显著变 深，而此时检测到淋滤液中 TX100 浓度开始迅速升高，从而基于淋滤液的颜色变化，可以定性判 断焦化工业场地污染土壤对表面活性剂的吸附是否达到饱和；经过 16PV 淋滤，水对 M-PAHs 和 H-PAHs 的去除能力有限，主要去除 L-PAHs ，T-PAHs 相对累积淋溶率为 49.7% ，而 TX100 对 L-PAHs 、M-PAHs 和 H-PAHs 均具有较高的去除率，均达到 78% 以上，且T-PAHs 的去除率达到 92.4% ；水仅对焦化工业场地污染土壤中的 Nap 、Flu 和 Phe 具有相对较高的去除率（40%-54.2% ）， 而 TX100 对 16 种 PAHs 的相对累积去除率均高于 50% 。 （3 ）采用 1000