论文部分内容阅读
卡马西平(CBZ)是一种常见的精神性药物,对人体危害巨大。论文针对受CBZ污染土壤,研究了Fenton-电解联合法降解土壤中的CBZ,考察了土壤中CBZ的萃取、吸附与解吸附特性,着重研究了影响电导的因素如:电极材料、极板间距、电极电压、含水率和电导率等;以及Fenton高级氧化系统因素如:过氧化氢用量、pH、亚铁离子用量等,对Fenton-电解联合法降解土壤中CBZ过程进行分析,获得了利用Fenton-电解联合法对土壤中CBZ有效降解的适宜过程参数。本论文利用有机物高级氧化原理,结合电解技术对土壤中的CBZ进行去除,得出的主要结论如下:(1)对于土壤中CBZ的萃取,相对于水、乙醇,甲醇萃取率最高;以甲醇为萃取试剂,土壤中CBZ在25℃下的适宜萃取条件包括:超声30min、振荡30min,萃取的平均效率达到88.45%。(2)CBZ在土壤中的吸附能力不强,对于土液比(1:10)、CBZ溶液浓度1-5mg/L,土壤的CBZ吸附量为1.61-5.18mg/kg,单位质量土壤的吸附率在10.35%16.05%之间;CBZ在土壤中的脱附能力较强,对于土壤中CBZ吸附量为10-50mg/kg,土液比为1:10,脱附率能达到80%左右。吸附和脱附达到平衡所需的时间均在24小时左右,吸附最初的1小时吸附速率最快,达到总吸附量的80%以上,最后缓慢吸附/脱附至平衡状态。(3)对于单纯电解法降解土壤中CBZ过程,极板间距对CBZ去除有着重要影响,对于考察的板间距范围,极板间距越小,去除率越高,降解速率越大,适宜的极板间距为2cm;电极电压与土壤中CBZ的去除没有明显的对应关系,在考察的电压范围,电压为2.5±0.5V时的CBZ降解速率较快;含水率对土壤中CBZ的去除有着重要影响,对于考察的含水率范围,含水率越高,CBZ去除率越高,降解速率越大,适宜的含水率为40±5%;电导率太低不利于CBZ的去除,增大土壤电导率能提高去除率,但土壤电导率太高会导致土壤板结,阻碍CBZ的去除,造成去除率下降,适宜的电导率为5.3ms/cm;在相同条件下,采用石墨电极对土壤中CBZ降解程度比采用铁电极大;基于上述条件,电解池(1)、(2)、(3)点位对应的去除率分别为73.41%、91.8%、38.18。(4)对于Fenton降解水中CBZ,存在最佳H2O2、Fe2+投量、pH影响,当CBZ水溶液浓度为20mg/L时,适宜的H2O2最佳初始浓度为0.66mol/L、Fe2+初始浓度为0.04mol/L;适宜的溶液初始pH为3.5±0.1,相应的CBZ去除率为99.9%。(5)对于Fenton降解泥浆中CBZ,也存在最佳H2O2、Fe2+投量、pH影响,当CBZ泥浆溶液浓度为20mg/L时,适宜的H2O2最佳初始浓度为1.056mol/L、Fe2+初始浓度分别为0.067mol/L,适宜的溶液初始pH为3.5±0.1,相应的CBZ去除率为99.9%。(6)对于受CBZ污染的土壤,当土壤CBZ吸附量14.16mg/kg、淋洗采用土液比为1:2、淋洗水水力停留时间为4h时,通过淋洗受污染土壤,64.6%的CBZ转移到水中,淋出液采用Fenton法处理时,对应于初始pH为3.5±0.1、H2O2初始浓度为0.66mol/L、Fe2+初始浓度为0.04mol/L(H2O2/Fe2+投加mol比约为16.5:1),水相中的CBZ去除率达到99.9%。土壤固相中残存的CBZ采用电解法处理时,对应于电极为石墨电极、极板间距为2cm、电压为2.5±0.5V、含水率为40±5%,土壤中(1)、(2)、(3)点位对应的CBZ去除率分别为50.7%、69.99%、44.84%。Fenton-电解联合法去除土壤中的CBZ可以达到较高的程度,总的去除率最高为89.4%。