表面活性剂淋洗修复有机物与表面活性剂复合污染土壤的研究

表面活性剂淋洗修复有机物与表面活性剂复合污染土壤的研究

有机污染物的迁移和转化过程与土壤的吸附过程密切相关。目前,关于表面活性剂应用于土壤有机污染修复的研究主要集中在增溶洗脱和增强吸附两方面本文选用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和二环己胺(DCHA)为对象,探讨低浓度小剂量表面活性剂淋洗修复表面活性剂和有机物复合污染土壤的可行性。研究结果将有助于土壤有机污染化学修复的应用,并为土壤污染的环境风险评估和修复提供相应的生态环境资料和理论依据。1材料和方法1.1仪器与试验设备供试土壤样品采自湖北某地表层土。经自然风干,过100目筛备用。经测定,土壤有机质含量为1.2%。十二烷基苯磺酸钠(临界胶束浓度CMC为963mg·L仪器设备:高效气相色谱仪(Agilent7890A),高效液相色谱仪(Waterse2695),恒温摇床(Z-9310K,华利达试验设备有限公司),分析天平(S-224S,德国),翻转振荡仪(GlasCol),离心机(凯特TD5Z)。1.2实验方法1.2.1sdbs/sdds-dcha混合溶液sdbs/sdbs-dcha的制备吸附实验采用恒温振荡平衡法。准确称取未污染土壤(1.0±0.0005g)于22mL离心管中,加入10mL一系列浓度梯度的SDBS或SDBS-DCHA混合溶液。加塞,置于恒温振荡器中,于(25±1)℃下震荡24小时,将土壤悬浊液于离心机上离心分离(10000r·min1.2.2土壤的dcha含量及脱附实验污染土壤的配制采用电磁搅拌法。电子天平量取100g土壤于1000mL烧杯中,加入300mL超纯水、200μL的DCHA,(25±1)℃下磁力搅拌48小时,待混匀后,过滤去除水分,风干,研磨过100目筛,装瓶待用。制备得到的土壤中DCHA含量为880mg·Kg脱附实验采用恒温振荡平衡法。准确称取上述配制土壤(1.0±0.0005)g于22mL离心管中,加入10mL一系列浓度的SDBS溶液。加塞后,置于恒温振荡器中,于(25±1)℃下振荡24小时,将土壤悬浊液于离心机上离心分离(10000r·min1.2.3色谱条件的测定HPLC测定条件:自动进样器为Waterse2695,紫外检测器为Waters2475,色谱柱选用WatersPAHC18柱,流动相选用超纯水和色谱级甲醇配制,进样量为20μL,流速为1.0mL·minGC-FID测定条件:色谱柱选用HP-5;升温程序:初温为50℃,保持3min,然后以10℃·min2结果与讨论2.1sdbs平衡浓度对土壤表观有机质的影响土壤对SDBS的吸附实验结果见图1。土壤对阴离子表面活性剂SDBS有显著的吸附作用土壤吸附阴离子表面活性剂SDBS可以看作沉淀溶解平衡,该过程随着SDBS平衡浓度增大可分为两部分。当SDBS的平衡浓度小于1CMC时,由于沉淀作用,平衡吸附量随着SDBS的平衡浓度升高而增加,SDBS在土壤上的吸附平衡系数达到10.91L·Kg阴离子表面活性剂在土壤上的吸附,直接影响着土壤表观有机质含量,从而影响有机污染物在土壤中的迁移和转化。因此,需要调节土壤吸附SDBS量以控制其对有机物的吸附,以增大洗脱效果,尽可能获得高效的修复。2.2土壤对dcha、土壤的分配不同SDBS初始浓度下DCHA在土壤上的吸附平衡系数见图2。吸附等温线均为线性,线性回归系数均大于0.97,DCHA在体系中的吸附行为显然符合分配理论。该体系中分配作用由以下几个部分构成:土壤有机质的分配作用、吸附态SDBS的分配作用、水溶液中SDBS单体和胶束的分配作用。DCHA在体系中的分配可以表述为式中,K为DCHA在体系中的吸附平衡系数,吸附平衡系数越大,土壤对DCHA的吸附作用越大;Q由图2可知,DCHA在土壤上(无SDBS)的分配平衡系数K为2.3L·Kg水溶液中阴离子表面活性剂SDBS胶束浓度是DCHA在体系中分配的关键影响因素2.3子表面活性剂sdbs处理不同浓度SDBS对两种不同污染土壤中的DCHA一次洗脱效率见图3。无论是DCHA污染土壤还是SDBS-DCHA复合污染土壤,随着SDBS浓度增大,洗脱效率也不断提高并最终趋于达到最大值。由此可知,阴离子表面活性剂SDBS具备应用于DCHA污染以及SDBS-DCHA复合污染土壤的化学修复潜力。结合SDBS吸附实验、SDBS与DCHA复合吸附实验和洗脱实验可以得出:SDBS对污染土壤一次洗脱存在一个最佳洗脱浓度,在考虑土壤对其的最大吸附量后,得到的洗脱液平衡浓度须大于临界胶束浓度,且洗脱效率正好达到最大。DCHA单一污染土壤中DCHA浓度为880mg·Kg由图3可知,对于DCHA单一污染的土壤,在SDBS初始浓度小于400mg·L对比两条洗脱曲线可知,对于表面活性剂和有机物复合污染的土壤,用相对低浓度的表面活性剂进行洗脱修复是可行的,并且吸附在土壤上的表面活性剂对残留的有机污染物存在截留作用3洗脱效率和最佳水处理方法(1)阴离子表面活性剂因沉淀作用而能够吸附在土壤上。土壤对SDBS的吸附量随SDBS平衡浓度升高而增加,当平衡浓度超过1CMC后,水溶液中SDBS胶束开始形成,土壤上SDBS的吸附量开始减少,最终保持稳定(约6000mg·L(2)DCHA在土壤上的吸附等温线均呈线性,因而DCHA在土壤上的吸附主要受分配作用支配。随着SDBS浓度增加,DCHA在土壤上的吸附平衡常数快速增大;在SDBS约2000mg·L(3)低浓度