土壤對(duì)污染物的光催化及吸附行為研究.pdf

1、土壤中蘊(yùn)含了大量可轉(zhuǎn)化、降解環(huán)境污染物并殺死致病微生物的各種因素，其被作為環(huán)境處理劑具有高效、低毒、原位及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此，土壤在環(huán)境污染控制研究領(lǐng)域正逐步引起廣泛的重視。本文研究了天然土壤（Soil）對(duì)有機(jī)染料的吸附、催化氧化降解過(guò)程及機(jī)理，探討河岸土壤基質(zhì)對(duì)水體磷素的吸附固持作用，比較了改性土壤絮凝沉降水華藻類的處理效果。 1.以土壤作為環(huán)境處理劑，研究了不同溫度、酸度條件下對(duì)不同類型染料的吸附及光催化行為，發(fā)現(xiàn)土壤對(duì)

2、陽(yáng)離子染料的吸附量大于陰離子染料，土壤對(duì)不同類型染料均具有光催化降解活性。通過(guò)不同預(yù)處理方式，制備金屬礦物形態(tài)、有機(jī)質(zhì)含量不同的土壤催化劑，通過(guò)對(duì)土壤SEM、XRD、BET等的分析，比較其光催化活性，探討影響土壤對(duì)有機(jī)污染物催化氧化降解的結(jié)構(gòu)因素。 2.在可見(jiàn)光（vis，λ＞420nm）照射下，用天然土壤粉末（Soil）做催化劑降解酸性桃紅（Sulforhodamine B，SRB）和2,4-二氯苯酚(2,4-Dichloro

3、phenol，DCP)，分析了催化劑的用量、H2O2初始濃度對(duì)降解反應(yīng)的影響，并通過(guò)紫外-可見(jiàn)分光光度法(UV-Vis)、熒光檢測(cè)（FL）、紅外光譜（IR）等方法對(duì)降解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，Soil/H2O2/ vis體系能有效地降解SRB，反應(yīng)240min可脫色完全，10h COD去除率達(dá)90.44％，反應(yīng)240min，DCP的去除率達(dá)到80.55％；熒光檢測(cè)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)中產(chǎn)生了高活性氧化物種?OH，紅外光譜結(jié)果表明目

4、標(biāo)底物最終被氧化降解為胺類、羧酸類小分子；催化劑具有比較好的穩(wěn)定性，循環(huán)使用5次，催化性能無(wú)明顯變化。反應(yīng)機(jī)制主要是涉及?OH的異相類Fenton過(guò)程。 3.在實(shí)驗(yàn)室模擬條件下，研究了不同的酸堿度，溫度和營(yíng)養(yǎng)鹽濃度情況中，香溪河土壤基質(zhì)對(duì)總磷(TP)的吸附與解吸行為。結(jié)果表明，香溪河土壤對(duì)磷酸鹽的吸附都屬于快吸附過(guò)程，水體和土壤基質(zhì)中的磷酸鹽濃度存在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡(平衡濃度在0.12～0.32mg/L之間)；在所設(shè)條件下，土壤對(duì)

5、磷酸鹽的吸附在前5min已達(dá)到吸附平衡，部分土壤存在解吸；磷酸鹽濃度設(shè)為0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.60 mg/L六個(gè)梯度時(shí)，隨著濃度的升高，土壤對(duì)磷酸鹽的吸附量也不斷增加，呈現(xiàn)很好的線性關(guān)系；酸度(pH3～10)和溫度(10～30℃)對(duì)土壤基質(zhì)吸附與解吸TP的影響不大。因此認(rèn)為，香溪河土壤基質(zhì)在一定程度上可有效控制水體磷素含量。 4.以香溪河流域的4種土壤為基體，通過(guò)殼聚糖和陽(yáng)離子表面活性劑十六烷基

6、三甲基銨離子（hexadecyl trimethyl ammonium，HDTMA）為輔料對(duì)土壤進(jìn)行改性，試驗(yàn)改性土壤對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化藻類的沉降特性，跟蹤富營(yíng)養(yǎng)化水體250min內(nèi)濁度變化和8小時(shí)后葉綠素a濃度變化。選用殼聚糖改性1號(hào)土壤進(jìn)行絮凝除藻實(shí)驗(yàn)，探討酸度的影響及其對(duì)總氮磷富集消減效果。結(jié)果表明：用殼聚糖改性的1號(hào)土壤對(duì)水體進(jìn)行處理時(shí)，200min后的濁度消除率達(dá)到54.36％，葉綠素a的消除率達(dá)到67.87％，除藻效果較為顯著；