鐵形態(tài)對(duì)催化H2O2氧化石油污染土壤的影響研究.pdf

1、鐵催化H2O2可以產(chǎn)生活性基離子,快速氧化土壤中的石油污染物,是目前原位修復(fù)石油污染土壤的常用方法之一。但鐵形態(tài)不同時(shí),活性基產(chǎn)生速率及總量差異較大,相應(yīng)條件下氧化土壤中石油的效果不同。試驗(yàn)以兩種實(shí)際污染土壤(土壤T1,石油含量38.25g/kg;土壤T2,石油含量26.08g/kg)為研究對(duì)象,考察了固態(tài)鐵(Fe3O4和Fe2O3),絡(luò)合鐵【檸檬酸—Fe(Ⅱ)、檸檬酸—Fe(Ⅲ)、EDTA—Fe(Ⅱ)、EDTA—Fe(Ⅲ)】,溶解性鐵

2、【Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)】催化H2O2過(guò)程時(shí),H2O2分解、O2產(chǎn)生特性及土壤中總石油烴(TPH)和土壤有機(jī)物(SOM)的氧化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,分析鐵形態(tài)對(duì)催化H2O2氧化石油污染土壤的影響,以及反應(yīng)之后對(duì)土壤環(huán)境的影響。主要結(jié)論如下:
　　(1)固態(tài)鐵Fe3O4和Fe2O3催化H2O2的條件下,高濃度土壤T1中34％和23%的TPH被氧化;相同條件下,低濃度污染土壤T2中,氧化率較高,分別達(dá)到57%和39%。可見Fe3O4的催化

3、效果優(yōu)于Fe2O3。相比之下,溶解鐵、絡(luò)合鐵催化H2O2氧化條件下,兩種土壤中TPH去除率均低于固態(tài)鐵。試驗(yàn)結(jié)果表明固態(tài)鐵催化H2O2條件下,污染土壤中石油烴的氧化率較高。然而,相應(yīng)條件下,土壤有機(jī)物(SOM)的氧化率大部分較高(>3.6%)。
　　(2)研究發(fā)現(xiàn)絡(luò)合Fe(II)的效果優(yōu)于絡(luò)合Fe(III)的效果,其次發(fā)現(xiàn)檸檬酸絡(luò)合Fe(II)的效果明顯優(yōu)于EDTA的效果。在檸檬酸絡(luò)合Fe(II)催化H2O2的條件下,高濃度T1土

4、壤中19.46%的TPH被氧化,僅0.14%的SOM被氧化,低濃度T2土壤中20.67%的TPH被氧化,僅2.7%的SOM被氧化,這表明檸檬酸絡(luò)合Fe(II)催化條件下土壤中的TPH優(yōu)先被氧化,而不易氧化土壤有機(jī)物?？梢?檸檬酸絡(luò)合Fe(II)催化H2O2是原位化學(xué)氧化石油污染土壤的有效方法。相比之下,檸檬酸絡(luò)合Fe(Ⅲ),EDTA絡(luò)合Fe(Ⅱ)與Fe(Ⅲ)以及溶解Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)催化H2O2條件下,土壤中TPH氧化率均較低。

5、r>　　(3)對(duì)土壤環(huán)境影響的結(jié)果表明,只有EDTA絡(luò)合Fe(Ⅱ)與Fe(Ⅲ)催化H2O2的過(guò)程中,反應(yīng)放熱量巨大,溫度上升有12度之多,破壞土壤環(huán)境,其它反應(yīng)組溫度變化溫和,都在2度之內(nèi),土壤pH均為中性,幾乎沒(méi)有影響。進(jìn)步一說(shuō)明,EDTA絡(luò)合鐵Fenton法不適合用于原位氧化石油污染土壤。
　　(4)試驗(yàn)結(jié)果表明溶解鐵、絡(luò)合鐵催化H2O2條件下,初期產(chǎn)氧特性對(duì)土壤中TPH的氧化有重要影響,發(fā)現(xiàn)前30分鐘產(chǎn)氧消耗的H2O2摩爾量