脉冲放电等离子体修复芘污染土壤研究

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针对多环芳烃污染土壤的普遍性和危害性,本论文研究选取多环芳烃中的芘为目标污染物,建立了多针-网板电极形式的脉冲放电等离子体芘污染土壤修复体系,通过降解土壤中的芘达到修复芘污染土壤的目的。研究建立并优化了脉冲放电等离子体土壤修复体系,并考察了影响修复效果的主要因素对修复效果的影响规律,同时初步探究了修复机理。主要的研究结果如下:  (1)建立并优化了有机污染土壤的脉冲放电等离子体修复体系。建立了多针-网板电极形式的脉冲放电等离子体体系,以多环芳烃中的芘为目标污染物,通过考察主要电器参数(脉冲峰值电压、脉冲频率及电极间距)和系统空气载气量对芘降解速率的影响规律,结合系统能耗,优化土壤修复体系操作参数:15kV脉冲峰值电压,50Hz脉冲频率,10mm电极间距和1L/min的载气流量。  (2)研究了土壤性质参数(土壤粒径、初始pH值、初始含水率)和污染物浓度参数(芘初始浓度和重金属添加浓度)对脉冲放电等离子体体系中芘降解速率的变化规律。结果表明:在实验考察的参数范围内,1mm粒径土壤较2mm粒径土壤比表面积大,因而修复效率较高;酸性土壤较中性和碱性土壤更利于其中芘的降解而提高了其修复效率;土壤含水率增加导致土壤孔隙减少,不利于活性物质的传递而降低了修复效果;芘的初始浓度越高,越不利于提高其修复效率;土壤中六价铬的存在可以消耗脉冲放电等离子体体系中的还原性物种,进而促进了氧化性物种产量的提高,而对体系中目标有机污染物的降解有促进作用。  (3)通过对芘降解产物的气质分析,表明在脉冲放电等离子体修复土壤的过程中,脉冲放电等离子体的作用过程可以有效矿化土壤中的芘,提高其可生化性能;而不同体系中O3浓度的分析结果表明,O3在脉冲放电等离子体降解土壤芘中起了主要作用。
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