摘要 : 6以陕西西安地区土壤为实验样本,配制模拟氯吡硫磷污染土壤,研究热脱附温度和氯 吡硫磷浓度对土壤净化效果的影响,分析热脱附反应动力学及反应前后土壤性质差异。研究发 现:在本反应体系中,当热脱附温度为200 ℃、热脱附时间为60min时,土壤氯吡硫磷去除率 可达99%以上。二级动力学方程能更好地描述反应过程(拟合系数r 为0.9660)。热脱附反应 对土壤红外光谱、扫描电镜图和 X射线衍射图谱影响细微,说明反应过程对土壤官能团、表观 形貌和矿物组分类型干扰很小,可以忽略不计。反应后土壤 CEC值、电导率和有机质含量有所 降低,但比表面积和粉粒含量略有增大.异位热脱附技术能够有效去除土壤中的氯吡硫 磷。
以陕西西安地区土壤为实验样本,配制模拟氯吡硫磷污染土壤,研究热脱附温度和氯 吡硫磷浓度对土壤净化效果的影响,分析热脱附反应动力学及反应前后土壤性质差异。研究发 现:在本反应体系中,当热脱附温度为200 ℃、热脱附时间为60min时,土壤氯吡硫磷去除率 可达99%以上。二级动力学方程能更好地描述反应过程(拟合系数r 为0.9660)。热脱附反应 对土壤红外光谱、扫描电镜图和 X射线衍射图谱影响细微,说明反应过程对土壤官能团、表观 形貌和矿物组分类型干扰很小,可以忽略不计。反应后土壤 CEC值、电导率和有机质含量有所 降低,但比表面积和粉粒含量略有增大.异位热脱附技术能够有效去除土壤中的氯吡硫 磷。小型取土钻机,土壤采样钻,柱状土采样钻,原状土取样钻机,手持式取土钻机,
关键词:氯吡硫磷;热脱附;异位;土壤修复
引言
氯吡硫 磷(C9H11Cl3NO3PS)又 名 毒 死 蜱、乐 斯本,是20世纪60年代美国陶氏化学公司研发的 一种广谱杀虫剂[1],已成为世界上生产量和使用量 最大的农药品种之一,在我国多个地区得到了广泛 应用。氯吡硫 磷 的 生 产、运 输 和 使 用 过 程 都 存 在 或 多或少的环境污染风险,农药残留往往会富集于土 壤体系,最终 通 过 食 物 链 循 环 危 害 人 体 健 康。氯 吡 硫磷在土壤中的残留及其修复问题已引起社会各 界 的 广 泛 关 注,国 内 外 学 者 对 此 进 行 了 大 量 研 究[2-4];但限于多种外部环境因素的干扰,仍无法找 到理想的普适性修复技术。小型取土钻机,土壤采样钻,柱状土采样钻,原状土取样钻机,手持式取土钻机,
现阶段,化学淋洗、生物修复、光化学降解等方 法常被用于农药污染土壤修复过程[5].但这些方法 自身也存在不足,比如化学淋洗法次生污染风险较 高,淋洗剂回收率低;生物修复法治理周期较长,相 对成本升高;光化学降解法仅对少数稳定性差的农 药修复效果明显,推广应用受限.
热脱附修复是通过直接或间接热交换,将土壤 中的农药污染物加热到足够温度,以使其从污染介 质上挥发或 分 离,达 到 土 壤 净 化 的 修 复 技 术[6]。与 其他修复方 法 相 比,热 脱 附 修 复 技 术 适 用 范 围 较 广、成本较低、可操作性较强,修复效果较好且不易 造成二次污染,是目前优选的农药污染土壤修复主 流技术之一.事 实 也 证 明,热 脱 附 技 术 对 土 壤 五 氯 苯酚[7]、多氯联苯[8]、滴 滴 涕[9]等 都 具 有 较 好 的 修 复效果. 小型取土钻机,土壤采样钻,柱状土采样钻,原状土取样钻机,手持式取土钻机,
基于前期 研 究 基 础[10],以 陕 西 西 安 地 区 土 壤 为样本,配制模拟氯吡硫磷污染土壤,探讨实验条 件对土壤修复效果的影响,分析反应过程的动力学 特性及反应前后土壤性质差异.本文能够弥补陕西 地区氯吡硫磷污染土壤修复研究的不足,对于其他 地区的农药污染土壤修复也具有重要指导和借鉴 意义.
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
箱式马弗炉(KSW,北京科伟永兴),紫外可见 分光 光 度 计 (SP-752,上 海 光 谱 ),红 外 光 谱 仪 (VECTOR-22,BRUKER),扫 描 电 子 显 微 镜 (Q45,FEI),X 射 线 衍 射 仪 (D/max2200PC, RIGAKU),比表面分析仪(NOVA2200e,QUAN-TACHROME),激光粒度分析仪 (BT-9300Z, BETTERSIZE). 实验用水为桶装纯净水,氯吡硫磷(大连凯飞 精细化工有限公司),溴化钾为光谱纯,其余化学试 剂均为分析纯.
1.2 氯吡硫磷污染土壤配制
土壤样品的采集与预处理参考相关文献[11], 此处不再赘述.基于前期研究基 础,准 确 称 取45g 土壤平铺于托盘中,将氯吡硫磷分散混入土壤后搅 匀,即得符合浓度要求的氯吡硫磷污染土壤.
1.3 实验装置
本研究所用加热装置为箱式马弗炉(见图1), 其箱体保温材 料 为 陶 瓷 纤 维,加热原件为电阻丝. 实验时,将 人 工 染 毒 的 氯 吡 硫 磷 污 染 土 壤 装 入 坩 埚,同时打开马弗炉电源;待马弗炉内温度达到实 验所需温度并稳定后,放入坩埚、关炉门,反应结束 后将坩埚取出,常 温 冷 却 后 备 用.热脱附反应过程 的温度由马弗炉温控器控制.

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