三环多环芳烃污染土壤机械力化学修复研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

土壤是宝贵的自然资源，是人类生存的必要条件,然而随着工业的快速发展，工业“三废”的数量迅速增多，进入土壤的有机污染物随之增多，根据《全国土壤污染状况调查公报》,全国土壤环境状况总体不容乐观，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出,污染土壤主要以多环芳烃类(pahs) 有机污染及重金属污染为主。多环芳烃 ( pahs)属2个或2个以上苯环，以线状、角状或簇状排列的疏水性化合物，是环境中普遍存在的具有代表性的有毒有机污染物，具有致癌、致畸、致突变的“三致”作用。因其能在环境中长久稳定存在, 具有较高的生物蓄积性,能在生物体内富集，从而对生物造成危害。同时，pahs 结构稳定，半衰期长，水溶性差，具备长距离迁移的能力，使其难以被生物利用，因而在环境中呈不断累积的趋势。pahs 在土壤中具有隐蔽性大、潜伏期长和治理困难等特点，共16种pahs被列入美国epa公布的129种重点污染物名单中，我国国家环保部公布的优先控制污染物中包括7种pahs，它们分别为nap、fla、bbf、bkf、bap、ilp和bgp。pahs的显著危害来自其化学致癌作用与光致毒作用。pahs是间接致癌物，目前已有对500多种具有致癌作用的化学物质的分析与研究，其中pahs及其衍生物占了200多种。因此如何修复土壤中 pahs 等持久性有机污染物已成为热点问题。

机械力化学法是一种新型处理方法，机械化学反应是指固体颗粒由于碰撞发生形变而产生应变和应力、颗粒内部空位和错位、反应势垒降低，从而诱发热化学条件下难以发生乃至不能发生的化学反应。作为一种物理化学方法，机械力化学法具有处理时间短、效率高、操作简便、安全稳定、无二次污染等显著优点。本项目采用机械力化学法，用行星式球磨机对 pahs 混合污染土壤进行修复，探讨修复的最佳条件和修复过程中 pahs 的降解机理，为土壤修复的实际应用提供理论基础和技术支持。

目前，国内外pahs污染土壤常用的修复方法有物理修复、化学修复、生物修复等^[1]。物理修复法包括蒸汽抽提法、热脱附技术等。蒸汽抽提法主要是通过 加快土壤空隙中的气体与大气中的气体的交换速率，从而使土壤中的挥发性或者半挥发性的物质实现从固体或液体到气体的转变，进而把污染物与土壤分离从而达到修复土壤的目的^［2］。此方法仅仅是把污染物与土壤分离开，并没有彻底消除污染物，并且土壤中如果有低挥发性污染物，是不适用于此方法的。而热脱附技术中包括的电阻热脱附技术、蒸汽脱附技术投入能耗高、成本高，处理时间长，此方法在实际中应用较少。化学法包括：化学氧化法、等离子体降解和光催化降解。但是使用化学氧化法来修复被污染的土壤的时候，容易造成化学试剂的残留，可能会改变土壤的理化性质，某些化学试剂还会产生沉淀，会导致土壤渗透性降低，改变土壤本身的理化性质，很有可能造成土壤的二次污染，化学试剂的投放量的把控也是极其严格的，这些都是在使用此方法之前需要考虑的问题。生物法主要有微生物修复、植物修复以及动物修复。其中微生物修复修复周期长,且在实际应用中受到土著微生物数量和降解活性的限制；植物修复范围有限，如果土壤污染超出了植物可修复的范围，那么植物法对于已经污染土壤的修复效果就会大大下降。动物修复存在耐受性问题, 并且效率低并且受气候变化和土壤影响较大。即，土壤中的污染物浓度超过了生物的耐受极限时，生物的新陈代谢功能将难以发挥出来，势必会影响生物修复技术的应用效果。（2）外界干扰因素多。生物修复土壤中的pahs，土壤中的酸碱度，以及温湿度等都会对生物自身产生一定影响，进而影响到实际修复效果。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容

（1）查阅机械力化学法的相关文献，了解研究现状及进展、目前存在问题等。

（2）根据文献总结土壤修复方法、经验，进行前期的对土壤中多环芳烃检测方法材料准备。

3. 研究计划与安排

第1~2周:进行毕业实习，撰写毕业实习日记，毕业实习报告；

第3~4周:确定选题方向，查询中外期刊文献，整理相关资料，并准备开题报告；

第5~6周: pahs 混合污染土壤修复的最佳工艺参数实验实施方案的拟定、响应面实验前期准备以及熟悉gc-ms、hplc等大型仪器的使用方法；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]张军,王硕.有机物污染土壤修复技术研究现状[j].山东化工,2019,48(21):55-56 59.

［2］刘少卿，姜 林，黄喆，等． 挥发及半挥发有机物污染场地 蒸汽抽提修复技术原理与影响因素［ j］ ． 环境科学， 2011， 32 ( 3) :825 －833．

［3］ 李希明，陈家镛．机械化学在资源和材料化工及环保中的应用 ［ j］ ． 化工冶金，2000， 21( 4) :443-448．