菱鐵礦—雙氧體系去除地下水1，2-二氯乙烷及有機(jī)質(zhì)的影響

【摘要】：1,2-二氯乙烷（1,2-DCA）廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活領(lǐng)域，產(chǎn)量位居所有氯代脂肪烴之首，是地下水中常見的揮發(fā)性氯代有機(jī)污染物，具有潛在致癌、致畸、致突變危害。1,2-DCA具有密度比水大、溶解度較大且較難被吸附等特點(diǎn)，一旦泄露會(huì)很快從土壤遷移至地下水并引起較大范圍地下水污染。 本文研究了一種高效去除地下水1,2-DCA污染的原位化學(xué)修復(fù)方法—菱鐵礦催化過氧化氫（H2O2）和過硫酸鈉（Na2S2O8）雙氧體系。文中對比了不同氧化劑體系對1,2-DCA的去除效果，對雙氧體系進(jìn)行動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)分析；有機(jī)質(zhì)是廣泛存在于自然環(huán)境中一類復(fù)雜大分子有機(jī)混合物，是地下水各種理化反應(yīng)的重要影響因素，目前關(guān)于有機(jī)質(zhì)對雙氧體系影響暫無研究，本文分別選取了苯甲酸和腐殖酸為代表，對其對雙氧化體系的影響機(jī)理進(jìn)行分析研究，成果如下： 菱鐵礦催化雙氧體系可以去除地下水中95%以上的1,2-DCA，菱鐵礦催化H2O2體系去除率僅為20%，菱鐵礦催化Na2S2O8體系不能去除1,2-DCA。通過研究反應(yīng)機(jī)理得出：較低pH、較高Fe2+濃度、較高自由基生成量和氧化劑濃度，是使雙氧體系較Fenton-Like體系有較高1,2-DCA去除率的原因。菱鐵礦催化雙氧體系去除1,2-DCA有中間產(chǎn)物生成，但最終完全脫氯，沒有中間產(chǎn)物殘留。 研究簡單有機(jī)酸-苯甲酸(BA)對菱鐵礦催化雙氧體系的影響，結(jié)果表明不同濃度BA對雙氧體系去除1,2-DCA影響不同，分為三個(gè)段:0mmol/LC(BA)0.08mmol/L時(shí)，隨著BA濃度升高1,2-DCA去除速率減慢，但最終去除率不變；0.08mmol/LC(BA)2mmol/L時(shí)，BA完全抑制1,2-DCA降解；2.5mmol/LC(BA)10mmol/L時(shí)，BA抑制作用減緩，且隨著BA濃度增大1,2-DCA去除速率逐漸增大。對影響機(jī)理進(jìn)行分析研究：BA對菱鐵礦催化雙氧體系的影響主要是由于BA的加入改變了體系pH，進(jìn)而影響菱鐵礦鐵離子溶出。 研究腐殖酸(HA)對菱鐵礦催化雙氧體系的影響，結(jié)果表明不同濃度HA對雙氧體系去除1,2-DCA影響不同，主要分為兩個(gè)階段：0C(HA)20mg/L時(shí)，隨著HA濃度升高1,2-DCA去除速率減慢，但不影響最終去除率；20mg/LC(HA)500mg/L時(shí)，HA對1,2-DCA的氧化存在抑制作用，去除率約為30%~50%。HA對菱鐵礦催化雙氧體系的影響機(jī)理與BA相同。 【關(guān)鍵詞】：菱鐵礦 過氧化氫 過硫酸鈉 1 2-二氯乙烷 有機(jī)質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)（北京）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：X523
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第一章 緒論14-27
• 1.1 研究背景14-17
• 1.1.1 1,2-DCA 性質(zhì)及危害14-15
• 1.1.2 1,2-DCA 污染現(xiàn)狀15-17
• 1.1.2.1 國外 1,2-DCA 污染現(xiàn)狀15-16
• 1.1.2.2 國內(nèi) 1,2-DCA 污染現(xiàn)狀16-17
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問題17-24
• 1.2.1 地下水 1,2-DCA 污染修復(fù)方法17-21
• 1.2.1.1 異位修復(fù)法17-18
• 1.2.1.2 原位修復(fù)法18-21
• 1.2.2 鐵礦物催化雙氧體系研究進(jìn)展21-22
• 1.2.3 有機(jī)質(zhì)對氧化體系影響研究進(jìn)展22-24
• 1.3 研究目的及意義24
• 1.4 研究內(nèi)容及技術(shù)路線24-26
• 1.5 工作量表26-27
• 第二章 菱鐵礦催化過氧化氫-過硫酸鈉去除 1,2-DCA 動(dòng)力學(xué)研究27-39
• 2.1 引言27-28
• 2.2 材料與方法28-30
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料28-29
• 2.2.2 測試方法29
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法29-30
• 2.3 結(jié)果與討論30-37
• 2.3.1 不同氧化劑體系去除 1,2-DCA 比較30-31
• 2.3.2 雙氧體系催化機(jī)理分析31-33
• 2.3.3 雙氧體系自由基和氧化劑濃度33-34
• 2.3.4 雙氧化體系的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)34-36
• 2.3.5 雙氧體系 Cl-平衡36-37
• 2.4 本章小結(jié)37-39
• 第三章 菱鐵礦催化過氧化氫-過硫酸鈉去除 1,2-DCA 熱力學(xué)探討39-48
• 3.1 引言39
• 3.2 材料與方法39-41
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料39-40
• 3.2.2 測試方法40
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法40-41
• 3.3 結(jié)果與討論41-47
• 3.3.1 不同溫度下 1,2-DCA 濃度變化曲線41-43
• 3.3.2 熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算43-45
• 3.3.2.1 雙氧體系速率常數(shù)與溫度的關(guān)系43-44
• 3.3.2.2 活化能44-45
• 3.3.3 pH 變化45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 苯甲酸對菱鐵礦催化雙氧體系去除 1,2-DCA 影響研究48-64
• 4.1 引言48-49
• 4.2 材料與方法49-51
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料49-50
• 4.2.2 測試方法50
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)方法50-51
• 4.3 結(jié)果與討論51-63
• 4.3.1 不同濃度苯甲酸對雙氧體系去除 1,2-DCA 影響51-55
• 4.3.2 苯甲酸濃度變化55-59
• 4.3.3 苯甲酸影響機(jī)理分析59-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第五章 腐殖酸對菱鐵礦催化雙氧體系去除 1,2-DCA 影響研究64-74
• 5.1 引言64-65
• 5.2 材料與方法65-67
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料65-66
• 5.2.2 測試方法66
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)方法66-67
• 5.3 結(jié)果與討論67-72
• 5.3.1 不同濃度腐殖酸對雙氧體系去除 1,2-DCA 影響67-70
• 5.3.2 影響機(jī)理分析70-72
• 5.4 本章小結(jié)72-74
• 第六章 結(jié)論與建議74-76
• 6.1 結(jié)論74-75
• 6.2 建議75-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-84
• 附錄84

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