随着经济的飞速发展和人口的不断增长,污染物的排放量不断增加,土壤污染不断加重。土壤损失已经成为一个世界性的问题并对人类的生存构成了严重的威胁。人们在认识到土壤污染的隐蔽性、严重性和不可逆性的同时,也真正的认识到,要做好大气和水环境的保护工作,必须同时做好土壤环境的防治与研究。 在众多的污染物中,土壤中的有机污染物,如多环芳烃类物质,长期以来一直受到人们的关注,被列为环境中毒害性强、潜在威胁性大的优先控制污染物。多环芳烃(PAHs)是指出两个或者两个以上的芳环稠合在一起的一类化合物,它普遍存在于环境当中。这类物质水溶性差,对微生物的生长有抑制作用,再加上特殊而稳定的环状结构,使其难以生物利用,因而它们在环境中呈不断积累的趋势。 原位化学氧化技术是近年来在土壤修复技术中颇受关注的新兴技术。该方法对半挥发性或不挥发性的有毒害、难生物降解污染物有较好的处理效果,不仅能够单独使用还可以与其他修复技术如生物技术联合使用。作为生物修复或自然生物降解之前的预处理方法,它能够缩短生物修复时间,提高修复的效率。 本文选择蒽作为多环芳烃的代表物,研究了原位臭氧化法修复模拟土壤中蒽的影响因素,并对该方法进行了毒理学评价。在研究中,为了探讨反应的过程和机理,还通过建立修复过程中的数学模型,对不同实验条件下,土柱中蒽浓度的空间变化曲线以及臭氧穿透曲线进行拟合,研究了臭氧修复过程中臭氧化反应和传质过程之间的相互作用机理,探讨了反应的控制条件和方法。通过实验,我们得到如下的结果和结论。 1.实验结果表明臭氧能够有效地去除模拟中的蒽。去除的效果与通气时间、蒽在土壤中的含量、土壤粒径、土壤含水率以及HO°自由基清除剂和土壤有机质都有关。增加通气时间,蒽的去除率也增加。但由于吸附作用以及蒽和其中间产物对臭氧的竞争作用,随着通气时间的增加,蒽去除的速度越来越慢。当土壤中蒽含量从50mg/kg降低到10mg/kg时,蒽的去除率从42.1%升高到了62.0%,而且臭氧在土柱中的穿透也加快了。但随着蒽含量的减少,中间产物对臭氧的消耗越来越多,使臭氧利用率降低。在对土壤粒径的研究中,我们发现,由于小粒径的沙子能够提供较大的传质面积,所以,当粒径较小时,蒽的去除率增加,臭氧穿透慢。同时,通气后各个层面上蒽去除率的差异随土壤粒径的减小而增大。当土壤中的含水率从0增加到9.1%时,蒽的去除率逐渐降低,而且随着含水率的增加,臭氧穿透所需时间缩短。在土样中加入碳酸氢钠或者腐殖酸都能使蒽的去除率降低,这说明臭氧对蒽的氧化是通过两种途经完成的,即臭氧本身对蒽的