论文部分内容阅读
六六六虽然已被禁用多年,但由于历史上的大量使用和某些新的输入源,使得其在环境中危险性增加,土壤作为环境中物质循环的源和汇,因此对污染土壤进行修复显得尤为重要。本文主要研究了纳米有机凹凸棒土、纳米有机蒙脱土对水溶液中六六六的吸附解吸,及CaCl2溶液浓度的变化对吸附解吸的影响,并使用这两种硅酸盐类粘土矿物做为土壤修复剂研究了其对土壤-黑麦草体系中六六六的迁移影响;采用非硅酸盐类粘土矿物纳米有机二氧化硅做为土壤修复剂研究了其对土壤-青菜体系中六六六的迁移影响;同时改进了十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA-Br)有机改性沸石的方法,取得了如下主要研究结果:
1.等温吸附试验结果表明,α-、γ-、δ-六六六异构体在纳米有机凹凸棒土和纳米有机蒙脱土中吸附为多分子层吸附,由体系熵的变化引起,不能采用Freundlich模型和Langmuir模型拟合,而更符合布龙瑙尔-埃梅特-特勒(Brunauer-Emmer-Teller)提出的BET吸附理论;解吸过程中,产生明显的滞后现象,因此如果将其用于六六六污染治理可以较好的避免二次污染。
对比同种异构体,纳米有机蒙脱土的滞后系数<纳米有机凹凸棒土的滞后系数,说明纳米有机蒙脱土对六六六的吸附能力比纳米有机凹凸棒土强,不同异构体之间,δ-六六六的滞后系数最小。
2.Ca2+浓度的变化影响体系的熵的变化,吸附等温线的类型也发生改变,当C(CaCl2)≥0.08 mol/L时,吸附等温线完全变为Ⅲ型,当C(CaCl2)=0.10mol/L时,吸附量急剧增加。随着Ca2+浓度的变化,滞后系数H也在发生变化,但是H的变化并不呈现单一线性规律,随着Ca2+浓度的增加H先减小再增加再减小。
3.盆栽实验表明,在土壤中添加一定量的纳米有机改性凹凸棒土和纳米有机改性蒙脱土能促进黑麦草的生长,添加比例在1%~4%范围内时,两次收割的黑麦草地上部分的生物量均有明显增加,但是当添加比例增大到8%时,黑麦草地上部分的生物量却有所下降。
4.增加修复剂纳米有机凹凸棒土和纳米有机蒙脱土的添加比例,黑麦草地上部分和地下部分中六六六的含量降低,当添加比例相同时纳米有机改性蒙脱土对土壤中六六六的固定吸附效果要优于纳米有机凹凸棒土。
5.纳米有机凹凸棒土和纳米有机蒙脱土对土壤中六六六有很强的固定吸附作用。未添加材料的土样中六六六的含量最低,纳米有机凹凸棒土添加比例增加,土样中测得的六六六含量也增加,而添加纳米有机蒙脱土后土样中可提取的六六六含量规律与之相反,这是由两种材料有机比表面的差异引起的。
6.在温室条件下,利用盆栽实验研究了土壤中纳米有机二氧化硅的添加比例对小青菜吸收土壤中残留六六六的抑制作用,实验结果表明土壤修复剂纳米有机二氧化硅的加入对小青菜吸收六六六有明显的抑制作用,纳米二氧化硅添加比例为2%时青菜中六六六含量最低,纳米二氧化硅添加比例为1%时土样中六六六残留量最小;同时纳米有机二氧化硅的加入对于青菜的生长有明显的促进作用,1%、2%的添加比例促进效果最佳,添加比例在4%时效果稍差。综合分析,我们认为有机改性纳米二氧化硅的加入在土壤中形成土壤烷基系统,影响了土壤中六六六的分配,添加比例2%既有利于青菜的生长又有利于抑制其对六六六的吸收。
7.利用超声波对天然斜发沸石进行有机改性,提高了天然沸石对有机污染物六六六的吸附能力,在单因素实验的基础上对改性条件进行了优化,得出超声波十六烷基三甲基溴化铵有机改性天然斜发沸石的最优实验条件为:十六烷基三甲基溴化铵的浓度为55.1 mmol/L,沸石400℃培烧2 h,50℃超声波处理时间10 min。在此条件下,吸附浓度为0.0610g/L,改性的天然斜发沸石在水中加入2g/L,对水中六六六的去除率达74.1%。