表面活性剂清洗石油烃污染土壤的效果及钠盐强化作用

摘要

土壤环境受到不同程度的石油烃的污染,造成场地功能转换、次利用的障碍。开展煤油及柴油污染土壤的修复研究十分迫切,对确保国家生态环境安全、经济健康发展和保障人体健康具有重要意义。
　　选取5种表面活性剂,十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、皂苷(saponin)、聚氧乙烯月桂醚(Brij35)、曲拉通X-100(TX-100)对中度柴油污染土壤进行清洗。考察pH、温度、搅拌时间、污染时长及助剂的使用对清洗效果的影响。用Zeta电位仪对溶液电位,及接触角仪对清洗前后的土壤进行代表值的测定。研究结果表明,污染时长会直接影响表面活性剂清洗修复的效果,增大清洗剂浓度可提高对新污染土壤的洗脱率,但对老化污染土壤的效果并不明显；污染程度对洗脱率有很大影响,含油量达到一定值产生突变；不同表面活性剂在相同CMC倍数下清洗能力存在差异,其顺序为SDS>SDBS>TX-100>皂苷>Brij35。对于柴油污染20d的土壤,升高清洗温度和添加H202均可提高柴油洗脱率;实验筛选出皂苷为较理想的清洗剂,与H202联用,柴油洗脱率最高可达75％；对于污染130d土壤,延长清洗搅拌时间,可改善清洗效果,清洗后受柴油污染的土壤亲水性得到恢复；两种离子型表面活性剂的作用效果类似,但有差异,SDS在pH=8～10时的清洗效果较好,柴油洗脱率达到65%,SDBS则在pH=7时清洗效果最佳,洗脱率达59.3%。采用6种表面活性剂清洗煤油污染土壤,考察添加钠盐对煤油洗脱率的影响,并用Zeta电位仪、表面张力仪对溶液,及用接触角仪对清洗前后的土壤进行表征。结果表明,硅酸钠对十二烷基硫酸钠(SDS)清洗的增效作用最明显；酒石酸钠对十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及聚氧乙烯月桂醚(Brij35)清洗的增效作用最明显；不同类型钠盐对曲拉通X-100(TX-100)清洗的增效作用差别不明显；腐殖酸钠及硅酸钠对皂苷溶液清洗的增效程度相当,但就改良土质而言应选用腐殖酸钠作助剂；硅酸钠对Tw-80清洗的增效作用随着浓度的增大而增强,氯化钠和酒石酸钠则与此相反。钠盐增效清洗的作用机制为降低离子型表面活性剂的表面张力及临界胶束浓度；而非离子型表面活性剂的增效作用则是利用钠盐可防止煤油“重吸附”及抗表面活性剂“沉淀”,增大胶团体积以增强“包覆”煤油的能力来实现。接触角测量表明,油污染后的土壤亲水性减弱,清洗后接触角变小,且随着表面活性剂浓度的增大接触角减小,亲水性增强对恢复土壤运输水分和养料正常功能有利。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 土壤石油污染的主要来源

1.3 石油烃对土壤的污染作用及迁移

1.4 石油污染土壤修复技术研究进展

1.5 表面活性剂在土壤污染修复中的应用

1.6 研究内容、技术路线和创新点

第二章 实验材料与分析方法

2.1实验材料

2.2 实验仪器及试剂

2.3 实验方法

第三章 表面活性剂对柴油污染土壤清洗效果及影响因素

3.1 污染土壤中柴油的挥发特性

3.2 表面活性剂清洗柴油污染土壤效果的比较

3.3 表面活性剂浓度对清洗效果的影响

3.4 柴油含量对清洗效果的影响

3.5 柴油污染时长对清洗效果的影响

3.6 pH对离子型表面活性剂的清洗效果的影响

3.7 生物表面活性剂皂苷洗涤条件优化

3.8 小结

第四章 表面活性剂对煤油污染土壤清洗效果及钠盐强化清洗效应

4.1 表面活性剂对煤油污染土壤清洗效果比较

4.2 钠盐对离子表面活性剂清洗的增效作用

4.3 钠盐对非离子表面活性剂清洗的增效作用

4.4 生物表面活性剂-皂苷对煤油污染土壤的增效清洗作用

4.5 清洗前后的接触角测定

4.6 小结

第五章 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

攻读学位期间主要的学术成果

致谢