表層沉積物中多環(huán)芳烴的原位修復研究.pdf

1、 表層沉積物中多環(huán)芳烴的原位修復研究 表層沉積物中多環(huán)芳烴的原位修復研究 Study on in situ remediation of polycyclic aromatic hydrocarbons in surface sediments 學科專業(yè)：環(huán)境科學 研 究 生：劉宏艷 指導教師：遲杰 教授 天津大學環(huán)境科學與工程學院 二零一四年十一月 摘 要 由于多環(huán)芳烴(PAHs)的難降解結構特征和表層沉積物特殊的環(huán)境性質， 本研

2、究分析了我國表層沉積物中 PAHs 的污染水平、組成特征和空間分布特征；針對目前最經濟、 環(huán)保、 高效的植物修復和生物炭修復這兩種原位修復技術做了進一步研究。主要結論如下： 我國主要地區(qū)表層沉積物中 ΣPAHs 均值和中位值分別為 789.1 ng/g 和 477.0 ng/g，總體處于中度污染水平；高分子量 PAHs 占 61.6%。河湖沉積物中 ΣPAHs含量中位值高于近海，且呈西部和北部含量偏高，東部和南部偏低的特點；近海沉積物

3、中黃海 ΣPAHs 中位值偏高， 其他海域含量相近。 PAHs 的分布特征主要與氣候條件、能源消耗、產業(yè)結構和水動力學等因素有關。 54 天的苦草修復中發(fā)現，實驗前期，沉積物中 PAHs 的去除率在密度組較高， 四個密度組間的污染物去除率在實驗結束時沒有顯著差異。 種植物組沉積物中菲和芘的去除率比對照組增加了 15.2–21.5% 和 9.1–12.7%。考慮到生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性，低密度種植對于污染物的修復更加合適。此外，PAHs 的去

4、除率正相關于降解菌數， 表明微生物在沉積物修復中的重要作用。 且根據沉積物中氧化還原電位與降解菌數呈現正相關，可推斷 PAHs 的去除與植物根部釋氧有關。 以小麥秸稈制備生物炭，溫度升高生物質進一步碳化，H 和 N 含量下降，灰分升高。 由于有機質及不穩(wěn)定成分的消失和二級微孔生成， 高溫生物炭的比表面積顯著升高。 酸洗后可溶物質的消失使生物炭比表面積降低了一半左右， 鐵改性后降低的比表面積與含鐵化合物的堵塞有關。生物炭的添加降低了沉積物

5、中PAHs 的降解，生物可利用態(tài) PAHs 所占比例顯著降低并且高溫生物炭的下降最為明顯。生物炭表面積與菲的去除率、生物炭比表面積與生物可利用態(tài) PAHs 所占比例均呈正相關，可見 PAHs 利用生物炭大的表面積形成結合態(tài)。高溫產生的生物炭可促進沉積物中 PAHs 的降解作用， 這可能是由于生物炭為可利用吸附態(tài)有機物微生物的生長提供繁殖空間和營養(yǎng)物質，從而提高了 PAHs 的降解。 添加生物炭后，苦草前期生長較好，但后期長勢不如對照組，