采用硫酸自由基氧化芘的动力学研究开题报告

全文总字数：5095字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.课题意义：

pahs是指一类由2-7个稠合苯环组成的化合物，只含有c、h两种元素，属于芳香化合物的一类，广泛存在于环境中，主要由化石燃料和生物质不完全燃烧产生，其中有16种被usepa列为优先控制的污染物，具有“三致效应”^[1]。由于具有疏水性及低水溶性，易吸附于固体颗粒，主要存在于大气、土壤中。土壤是很多污染物的汇，大气中的pahs易通过干湿沉降等途径进入土壤，加之污水灌溉、化肥及农药施用以及秸秆燃烧等也使得很多pahs进入土壤。由于土壤中含有大量的有机质、矿物质，以及pahs自身的疏水性，生物利用程度低，易吸附在土壤颗粒中，难以迁移、降解，使得其长期残留在土壤中。残留在土壤中的pahs不仅影响土壤的正常功能，降低土壤的环境质量，还可通过食物链进入人体和动物体内^[2]。

硫酸自由基的高级氧化技术可以产生强氧化性的自由基，使有机物污染物分解成小分子物质，甚至矿化成co₂、h₂o和相应的无机离子，使污染物得到彻底的去除，而且反应速度快、高效^[3]，广泛被用于修复有机物污染的土壤和地下水。通过研究不同条件下硫酸自由基对pahs污染土壤的修复效果，对硫酸自由基修复pahs污染土壤具有重要的理论和实际意义。

2. 研究的基本内容和问题

1.研究目标：

（1）探究不同浓度下，硫酸自由基对土壤中pahs的降解效果；

（2）探究不同温度下，硫酸自由基对土壤中pahs的降解效果；

3. 研究的方法与方案

1.研究方法：

（1）土壤中PAHs的测定方法：超声波萃取-HPLC（荧光监测器）；

（2）土壤pH值的测定方法：酸度计法；

（3）土壤有机质的测定：重铬酸钾氧化法；

2.技术路线：

详情请见附件。

根据预实验、相关资料等确定3个浓度，设置一个空白对照，每个处理设置3次重复，分别在4h、24h、72h后测定16种PAHs的含量。

（2）探究不同温度对土壤中PAHs的动态降解效果

在加入等量过硫酸盐的条件下，通过水浴加热，分别保持反应体系温度为40℃、50℃、60℃，在室温下设置一组对照，只加入过硫酸盐，每个处理设置3次重复，分别在4h、24h、72h后测定16种PAHs的含量。

（3）探究温度与催化剂综合作用对土壤中PAHs的动态降解效果

按照一定比例加入催化剂和过硫酸盐，通过水浴加热，分别保持反应体系温度为40℃、50℃、60℃；设置一个对照组，在室温下，按照一定比例加入催化剂和过硫酸盐；每个处理设置3次重复，分别在4h、24h、72h后测定16种PAHs的含量。

4.可行性分析：

（1）从试验所选取的材料来看，硫酸自由基具有强氧化性，对地下水、土壤中的有机污染，具有良好的修复效果。已有研究表明，硫酸自由基可被用于修复石油烃、MTBE、PCBs、氯代烷烃、氯代烯烃、1，4-二氧杂环乙烷、酮等污染的土壤和地下水，且温度、催化剂、pH值等可以影响过硫酸盐的活化，从而影响硫酸自由基对PAHs的降解效果。因此，本研究探究温度、催化剂对硫酸自由基降解PAHs效果是可行的。

（2）从工作积累来看，本子课题组长期从事于对硫酸自由基降解有机污染物和PAHs的相关研究，对PAHs的测定相当熟悉，加上有良好的仪器设备和稳定的研究队伍及成果积累，均为本研究思路和技术路线的实施提供了保障。预期设计的技术路线是可行的。

4. 研究创新点

特色或创新之处：

（1）硫酸自由基的原位化学修复技术，由于经济、高效、修复周期短，近几年来广泛被使用，以硫酸自由基为研究材料，通过探讨温度、浓度以及及温度与催化剂综合作用对过硫酸盐降解PAHs的效果，为提高过硫酸盐降解PAHs的效果提供有效的理论依据。

5. 研究计划与进展

1.研究计划：

2018.12-2019.2：

查阅相关文献、资料，补充相关知识，制定试验方案；