机械化学法处理高浓度滴滴涕污染土壤的初步研究

摘要

滴滴涕（DDT）是首批受控的POPs（Persistent Organic Pollutants，POPs）有机氯农药之一，在世界范围内曾有广泛的生产和使用。1983年我国停止生产使用DDT后，在厂址的搬迁和改造过程中产生了大量污染场地和化学品亟待处理。因传统的焚烧技术易产生二噁英类等毒性更大的二次污染物，使得POPs非焚烧处理技术成为研发热点。机械化学处置方法作为一种具有应用潜力的非焚烧处置技术受到国际的广泛关注。然而，我国对此技术的研究起步较晚，研究多针对纯化学品或飞灰等固废，对POPs污染土壤的研究较少。基于此，本论文利用四通道色谱分离仪优化土壤DDT检测前处理方法；以某农药退役场地高浓度DDT污染土壤为对象进行机械化学球磨处理，筛选可高效降解土壤DDT的球磨试剂；初步探究球磨参数对土壤DDT球磨降解的影响，优化机械化学反应工艺参数，为后续机理研究和设备放大奠定基础。本文的主要结论如下：
　　（1）DDT前处理方法回收率为83.52％-90.30%，方法检出限为2.0ng·g-1-5.4 ng·g-1。方法操作流程为：以正己烷/丙酮（V:V=1:1）混合溶剂超声提取土样3次，每次20 mL，提取液于四通道色谱分离仪内经新型混合层析柱填料净化，二氯甲烷/正己烷（V:V=1:1）混合溶剂洗脱定容后，采用气相色谱仪（GC-ECD）检测。
　　（2）通过球磨试剂筛选试验发现氧化钙、氧化钙+硫、铁粉+镍粉、铁粉+锌粉为潜在的高效球磨试剂，其中铁锌双金属对土壤DDTs的降解效果最佳。在500 rpm，球料比为28:1，物料比为1:2的条件下，经4 h处理后土壤DDTs的降解率分别为：99.46%、99.46%、99.47%、99.85%。
　　（3）铁锌双金属对土壤DDT球磨降解的影响因素研究发现：土壤DDTs降解率随着球磨时间、球磨转速、物料比、锌含量增大而增大；当转速>350rpm，球料比>15，物料比>0.35，锌含量>30%后DDTs降解率增长趋势变缓；不同磨球大小配比会显著影响土壤DDTs的降解率，小球处理土壤DDT降解率最高，大球+小球处理次之，大球处理降解率最低。
　　（4）通过正交试验发现：球料比、物料比、转速、铁锌比均显著影响土壤DDTs球磨降解率，影响作用球料比>转速>铁锌比>物料比，最佳的操作组合为：球料比28:1、转速500 rpm、铁锌比例1:1、物料比1:2。

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第一章 文献综述

1.1 我国有机氯农药污染场地概况

1.2 滴滴涕简介

1.3 机械化学修复技术

1.4 研究目的、研究内容和技术路线

第二章 土壤滴滴涕检测前处理方法的建立

2.1 材料与方法

2.2 结果与讨论

2.3 本章小结

第三章 机械化学球磨降解土壤DDT试剂的筛选

3.1 材料与方法

3.2 结果与讨论

3.3 本章小结

第四章 机械化学球磨降解土壤DDT工艺参数优化

4.1 材料与方法

4.2 结果与讨论

4.3 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 研究总结

5.2 本研究主要结论

5.3 本研究不足之处

5.4 研究展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢