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石油污染土壤热解修复技术具有很多优势,但存在能耗高且破坏土壤生态功能等不足。本研究根据在无氧的环境中,低温热解技术能够将重质石油烃裂解为小分子烃类及焦炭类物质的原理,采用相对低温的热解(250~500°C)协同添加剂强化技术,修复石油污染土壤。通过室内模拟实验研究了热解温度、停留时间、添加剂种类、添加剂的投加量及土壤粒径等因素对重质石油污染土壤中总石油烃(Total Petroleum Hydrocarbon,TPH)的去除效果。通过热重分析及石油组分动态变化的方式,阐明添加剂Ca(OH)2的强化热解修复石油污染土壤的机理。评估热解修复后土壤理化性质变化以及对种植小麦生长影响。实验结论如下:(1)Ca(OH)2对土壤中的石油组分的热解具有明显的强化作用,热解效果优于Ca O,在400℃热解30 min时投加1%的Ca(OH)2热解效果较无Ca(OH)2热解土壤提高24.5%。(2)石油污染土壤的热解过程分为水分和杂质挥发及TPH挥发和裂解两个失重区间。其中,TPH的去除规律符合二级动力学模型,热解过程中同时发生物理反应和化学反应。加入Ca(OH)2后在降低反应的活化能的同时不改变反应历程,只提高反应速率,使饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质的去除率分别增加了16.7%、32.7%、10.0%和59.2%,而且Ca(OH)2还会促进芳环侧链断裂及开环反应生成小分子的烷烃、烯烃和气态物质。(3)Ca(OH)2强化热解后的土壤呈微碱性,含油率下降了8.2%,体积缩小,比表面积增大,土壤颗粒表面出现较多的孔隙,有利于水分和空气的传输。土壤中多环芳烃物质远低于土壤环境质量标准中的筛选值,大大降低残留的有机碳毒性,土壤表层附着一层焦炭,可增强土壤肥力,使得小麦植株的生长的更好。本文首次利用Ca(OH)2作为添加剂热解石油污染土壤,在提高修复效率的同时减小了温度对土壤生态功能的破坏,增大了石油污染土壤修复后恢复农耕的可能性。该论文有图27幅,表8个,参考文献118篇。