李淑輝

(天津環(huán)科源環(huán)保科技有限公司，天津 300450)

農(nóng)藥污染的土壤治理方法實驗研究

李淑輝

(天津環(huán)科源環(huán)?？萍加邢薰荆旖?300450)

對被農(nóng)藥污染的土壤進行實驗研究，找出最佳治理方法。首先對被污染的土壤測試特征污染物，然后采用污染最重土壤為樣品，采用芬頓試劑進行催化氧化實驗研究，論證催化氧化方法治理農(nóng)藥污染土壤的可行性。

土壤污染；農(nóng)藥污染；催化氧化；實驗研究

原唐海農(nóng)藥廠建于20世紀(jì)70年代，主要從事除草醚、六六六、氯乙酸的生產(chǎn)與開發(fā)，90年代中期全面停產(chǎn)拆遷。近年來，隨著曹妃甸經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城區(qū)范圍逐漸擴大，目前該廠所屬區(qū)域已變?yōu)槭袇^(qū)繁華地段，2014年，該廠區(qū)已由政府流轉(zhuǎn)至開發(fā)商用于居住用地開發(fā)，為控制工業(yè)污染場地變更用途后對使用人群造成危害，依據(jù)環(huán)保部、工業(yè)信息化部、國土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《關(guān)于加強工業(yè)企業(yè)場地再開發(fā)利用環(huán)境安全的通知》(環(huán)發(fā)2012[140]號)文件中“被污染的場地進行再次開發(fā)利用的應(yīng)進行環(huán)境評估和無害化治理”的要求，對被污染的土壤進行治理，前期對被污染的土壤展開實驗研究。

1 實驗

1.1 試劑

H2O2(30%)，F(xiàn)eSO4.7H2O，H2SO4，高錳酸鉀；均為分析純級試劑。

1.2 實驗儀器

1.3 實驗內(nèi)容

(1)取污染區(qū)域內(nèi)不同深度的土壤，對特征污染物進行測試。

(2))用污染最重土壤作為實驗樣品，進行化學(xué)催化氧化處理實驗。分別稱取三份質(zhì)量100 g加入200 mL的燒杯中，按三個不同投藥水平分別投加藥劑，攪拌均勻。2天后采樣樣品測定污染物變化情況。

(3)稱取20 g樣品，加蒸餾水200 mL，投加一定量藥劑，在反應(yīng)器中反應(yīng)24 h，測定氣相，固相，液相特征污染物分布情況。

(4)對污染區(qū)域內(nèi)不同深度的土壤SOD值進行測定。

(5)對污染區(qū)域內(nèi)地下水進行化學(xué)催化氧化處理實驗。

2 實驗結(jié)果

2.1 特征污染測試實驗結(jié)果

為了得到行走機構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的速度、位置和加速度隨時間變化情況，仿真分析時采用伺服電機作為驅(qū)動，由于行走機構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的慣量較大，且啟動和制動頻繁，為了保證其運動的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，采用SCCA形式定義伺服電機。SCCA是指一條包含正弦、常數(shù)和余弦的復(fù)合曲線，僅用于加速度的設(shè)置，若機構(gòu)的運動時間為t，則加速度函數(shù)y的表達式如式(1)：

本污染場地內(nèi)不同深度的土壤特征污染物濃度見表1。

表1 不同深度的土壤污染物含量

根據(jù)實驗可知，本場地主要受到苯酚、萘、二氯苯酚和三氯苯酚的污染，因此選擇原位化學(xué)氧化技術(shù)方法對土壤進行治理修復(fù)。可利用的幾種典型氧化劑有過氧化氫、Fenton試劑、臭氧和高錳酸鉀。能夠有效被處理的有機污染物包括：揮發(fā)性有機物如二氯乙烯(DCE)、三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)等氯化溶劑，以及苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)等苯系物；半揮發(fā)性有機化學(xué)物質(zhì)，如農(nóng)藥，多環(huán)芳烴(PAHs)和多氯聯(lián)苯(PCBs)等。對含非飽和碳鍵的化合物(如石蠟、氯代芳香族化合物)處理十分高效且有助于生物修復(fù)作用。

使用高錳酸鹽做為氧化劑進行修復(fù)成本過高；過氧化氫極不穩(wěn)定，半衰期短，有效距離短，進入土壤后會立即分解成水和氧氣，需要采取少量多次的方式加入，才能增加氧化劑的利用效率；臭氧也極不穩(wěn)定，半衰期短，反應(yīng)迅速，傳輸距離短，且腐蝕性強，需要現(xiàn)場生成。Fenton試劑能夠氧化大多數(shù)有機物，無選擇性，反應(yīng)迅速，處理徹底，還具有原料簡單便宜，無需復(fù)雜設(shè)備，操作簡單、反應(yīng)條件溫和，無二次污染，因此本實驗選用Fenton試劑做氧化劑。

2.2 污染土壤進行化學(xué)催化氧化處理實驗結(jié)果

根據(jù)特征污染物實驗測定結(jié)果，2，4二氯酚主要集中在0～4 m土壤層中，2，4，6三氯酚主要集中在表層和1.5～4 m土壤層中，4 m以下沒有超標(biāo)，地下水污染主要集中在3.5 m處的潛水層。因此催化氧化處理實驗樣品選用1.5～2.5 m的土壤作為實驗樣品。采用不同的三種投藥量進行實驗，實驗結(jié)果見表2。

表2 不同投藥量下催化氧化處理實驗結(jié)果

圖1 處理前譜圖

圖2 投藥量1水平色譜圖

圖3 投藥量2水平色譜圖

圖4 投藥量3水平色譜圖

從處理前后氣相色譜譜圖(圖1～4)來看，場地內(nèi)污染土壤處理前后譜峰沒有增加，還略有減少，說明沒有增加新的污染物。其方案是可行的。

2.3 化學(xué)催化氧化處理后氣相、固相、液相特征污染物分布情況

將上述場地內(nèi)所采取的原狀污染土樣用污染最重土壤作為實驗樣品，稱取20 g樣品，加蒸餾水200 mL，按照上述第③套實驗藥劑配比投加一定量藥劑，在密閉的反應(yīng)器中反應(yīng)24 h，測定氣相，固相，液相特征污染物分布情況，實驗結(jié)果見表3。

表3 場地土壤特征污染物催化氧化后去向情況一覽表

由表3可知，添加按照上述第③套實驗藥劑配比添加催化氧化藥劑后，本場地土壤中主要特征污染物苯酚、二氯酚和三氯酚的去除率分別達到58.78%、98.79%和95.50%，該部分物質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水及氯化物；另外固相物質(zhì)(土壤)中的殘留吸附量分別為38.20%、0.98%和2.76%，表現(xiàn)形式為未完全氧化的殘留特征污染物；液相物質(zhì)(地下水)中的殘留溶解兩分別為1.70%、0.02%和0.05%，表現(xiàn)形式為溶解到地下水中殘留；氣相(土壤氣)中的殘留分別為1.32%、0.21%和0.79%，表現(xiàn)形式為修復(fù)治理過程中隨大氣無組織排放。由于上數(shù)據(jù)可知，采用原位氧化法處理本污染場地土壤和地下水中的特征污染物，在治理過程中絕大部分特征污染物被氧化為二氧化碳、水及氯化物，殘余的絕大部分以固態(tài)形式殘存吸附于土壤中，僅有少部分(小于3%)的特征污染物被溶解到水中或揮發(fā)到大氣中。

2.4 地下水化學(xué)催化氧化處理結(jié)果

采取污染場地內(nèi)地下水進行室內(nèi)催化氧化實驗，實驗結(jié)果見表4。

表4 場地地下水催化氧化結(jié)果一覽表

有以上實驗結(jié)果可知，采用芬頓氧化后，場地內(nèi)的地下水特征污染物質(zhì)含量均降至修復(fù)治理目標(biāo)值以下，同時考慮膜處理降低地下水中氯離子含量后，可以直接排入城市污水管網(wǎng)。

2.5 不同深度的土壤SOD值

對污染區(qū)域內(nèi)不同深度的土壤SOD值進行測定。土樣取用量為5 g，向每個VOC瓶中加入18 mL高錳酸鉀，高錳酸鉀的濃度為21.905 g/L，一段時間后進行高錳酸鉀含量的測定。測定結(jié)果表明不同深度高錳酸鉀用量在3～46.2 g/kg，根據(jù)該實驗結(jié)果，用于修復(fù)治理本場地污染土壤的藥液使用量可初步用1t污染土壤添加30 kg配比好的藥液進行處理。

3 結(jié)論

(1)實驗結(jié)果表明污染土壤及地下水經(jīng)化學(xué)催化氧化后特征污染物均可達到場地修復(fù)指標(biāo)要求。

(2)從化學(xué)催化氧化處理后氣相、固相、液相特征污染物分布情況看，污染物殘留主要在固相，轉(zhuǎn)移到液相、氣相甚微，大部分被氧化掉。從處理前后氣 相色譜譜圖看，譜峰沒有增加，還略有減少，說明沒有增加新的污染物。

(3)對不同深度的土壤SOD值進行了測試，為以后修復(fù)工程確定藥劑投加量提供依據(jù)。

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(本文文獻格式：李淑輝.農(nóng)藥污染的土壤治理方法實驗研究[J].山東化工,2017,46(11):185-187,189.)

Pesticide Pollution of Soil Method Experimental Research

LiShuhui

(Tianjin Huankeyuan Environmental Protection Technology Co., Ltd.,Tianjin 300450,China)

The experimental study on the pesticide contamination of soil, find out the best treatment method. First on the contaminated soil testing characteristics of pollutants, and then uses the heaviest pollution to soil samples, using fenton reagent catalytic oxidation experiments, prove the feasibility of this control pesticide pollution soil catalytic oxidation method.

soil pollution;pesticide pollution;catalytic oxidation;experimental study

2017-04-11

李淑輝(1974—)，女，河北唐山人，畢業(yè)于大連理工大學(xué)化學(xué)系環(huán)境工程專業(yè)，工程師，主要從事工業(yè)廢水治理和環(huán)境影響評價工作。

X53；X786

A

1008-021X(2017)11-0185-03