现代地质 ›› 2019, Vol. 33 ›› Issue (02): 422-430.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.02.17
收稿日期:
2018-02-17
修回日期:
2019-01-20
出版日期:
2019-05-08
发布日期:
2019-05-08
作者简介:
盛益之,男,博士,1989年出生,地下水科学与工程专业,主要从事土壤与地下水污染相关研究。Email: shengyz0330@163.com。
基金资助:
SHENG Yizhi(), ZHANG Xu, ZHAI Xiaobo, LI Guanghe
Received:
2018-02-17
Revised:
2019-01-20
Online:
2019-05-08
Published:
2019-05-08
摘要:
选取某农药厂旧厂区为试验场地,考察化学氧化技术异位处理地下水非水相有机污染物的运行效果。基于小试研究,确定高锰酸钾、高铁酸钾、芬顿试剂以及次氯酸钠4种氧化剂在中试试验中的适宜投加量。中试结果表明,当进水流量为1.0 m3/h时,不同氧化剂对于常规水质指标及特征有机污染物的去除效果存在差异性。总体而言,四种氧化剂对于中长链石油烃类污染物(C10—C36)的去除率可达20%~70%,但对氯代烷烃类污染物的去除效果低于20%;高铁酸钾和次氯酸钠分别对于苯酚类和多环芳烃类污染物的去除效果较好(70%~100%);芬顿试剂对各类污染物均有显著氧化效果,其中对于短链石油烃(C6—C9,去除率20%~40%)、苯系物(去除率40%~90%)的去除效果高于其他三种氧化剂。研究不同氧化剂对于多组分有机污染地下水的处理效果,为将化学氧化技术应用于此类污染场地提供了理论和技术支持。
中图分类号:
盛益之, 张旭, 翟晓波, 李广贺. 化学氧化技术异位处理地下水非水相有机污染物中试研究[J]. 现代地质, 2019, 33(02): 422-430.
SHENG Yizhi, ZHANG Xu, ZHAI Xiaobo, LI Guanghe. Ex-situ Chemical Oxidation Treatment for Non-aqueous Liquid Contaminated Groundwater: A Pilot Study[J]. Geoscience, 2019, 33(02): 422-430.
测试指标 | 检出值(检出率/%) | 测试指标 | 检出值(检出率/%) | |
---|---|---|---|---|
pH | 8.55±0.17 (100) | 苯/(μg/L) | 2.68±0.71 (77) | |
SS/(mg/L) | 224.83±47.97 (100) | 甲苯/(μg/L) | 3.73±2.10 (77) | |
浊度/(NTU) | 159.20±47.65 (100) | 乙苯/(μg/L) | 0.16±0.03 (46) | |
COD/(mg/L) | 155.44±30.33 (100) | 二甲苯/(μg/L) | 0.23±0.04 (62) | |
BOD/(mg/L) | 10.60±9.71 (100) | 1,2-二氯乙烷/(μg/L) | 17.58±4.26 (100) | |
总磷/(mg/L) | 4.05±0.80 (100) | 2-甲基苯酚/(μg/L) | 2.75±1.36 (54) | |
总氮/(mg/L) | 18.39±2.62 (100) | 3,4-甲基苯酚/(μg/L) | 2.27±0.46 (77) | |
氨氮/(mg/L) | 8.43±0.82 (100) | 萘/(μg/L) | 75.33±60.50 (77) | |
C6—C9/(μg/L) | 28.94±9.50 (100) | 2-甲基萘/(μg/L) | 302.27±257.31 (62) | |
C10—C14/(μg/L) | 695.73±231.20 (100) | 芴/(μg/L) | 1.38±0.44 (85) | |
C15—C28/(μg/L) | 397.60±48.58 (100) | 菲/(μg/L) | 1.10±0.05 (31) | |
C29—C36/(μg/L) | 66.83±20.23 (83) | 邻苯二甲酸二甲酯/(μg/L) | 23.54±15.65 (31) |
表1 污染场地地下水水质特征
Table 1 Characteristics of groundwater quality at the contaminated site
测试指标 | 检出值(检出率/%) | 测试指标 | 检出值(检出率/%) | |
---|---|---|---|---|
pH | 8.55±0.17 (100) | 苯/(μg/L) | 2.68±0.71 (77) | |
SS/(mg/L) | 224.83±47.97 (100) | 甲苯/(μg/L) | 3.73±2.10 (77) | |
浊度/(NTU) | 159.20±47.65 (100) | 乙苯/(μg/L) | 0.16±0.03 (46) | |
COD/(mg/L) | 155.44±30.33 (100) | 二甲苯/(μg/L) | 0.23±0.04 (62) | |
BOD/(mg/L) | 10.60±9.71 (100) | 1,2-二氯乙烷/(μg/L) | 17.58±4.26 (100) | |
总磷/(mg/L) | 4.05±0.80 (100) | 2-甲基苯酚/(μg/L) | 2.75±1.36 (54) | |
总氮/(mg/L) | 18.39±2.62 (100) | 3,4-甲基苯酚/(μg/L) | 2.27±0.46 (77) | |
氨氮/(mg/L) | 8.43±0.82 (100) | 萘/(μg/L) | 75.33±60.50 (77) | |
C6—C9/(μg/L) | 28.94±9.50 (100) | 2-甲基萘/(μg/L) | 302.27±257.31 (62) | |
C10—C14/(μg/L) | 695.73±231.20 (100) | 芴/(μg/L) | 1.38±0.44 (85) | |
C15—C28/(μg/L) | 397.60±48.58 (100) | 菲/(μg/L) | 1.10±0.05 (31) | |
C29—C36/(μg/L) | 66.83±20.23 (83) | 邻苯二甲酸二甲酯/(μg/L) | 23.54±15.65 (31) |
指标 | Ⅲ类 标准 | 荷兰 干涉值 | 新泽西 州标准 | 超标 率/% | 最大超 标倍数 |
---|---|---|---|---|---|
总石油烃/(μg/L) | 600 | 69.2 | 7.2 | ||
苯/(μg/L) | 10 | 30 | 23.1 | 11.7 | |
甲苯/(μg/L) | 700 | 1 000 | 0 | ||
乙苯/(μg/L) | 300 | 150 | 0 | ||
二甲苯/(μg/L) | 500 | 70 | 0 | ||
1,2-二氯乙烷/(μg/L) | 30 | 23.1 | 1.4 | ||
苯酚/(μg/L) | 2 000 | 0 | |||
3,4-甲基苯酚/(μg/L) | 70 | 0 | |||
萘/(μg/L) | 100 | 100 | 15.4 | 5.6 | |
2-甲基萘/(μg/L) | 30 | 30.1 | 48.3 | ||
芴/(μg/L) | 280 | 0 | |||
菲/(μg/L) | 5 | 0 | |||
邻苯二甲酸二甲酯/(μg/L) | 6 | 0 |
表2 污染场地地下水特征有机污染物现状评价
Table 2 Groundwater quality assessment of the targeted organic contaminants at the contaminated site
指标 | Ⅲ类 标准 | 荷兰 干涉值 | 新泽西 州标准 | 超标 率/% | 最大超 标倍数 |
---|---|---|---|---|---|
总石油烃/(μg/L) | 600 | 69.2 | 7.2 | ||
苯/(μg/L) | 10 | 30 | 23.1 | 11.7 | |
甲苯/(μg/L) | 700 | 1 000 | 0 | ||
乙苯/(μg/L) | 300 | 150 | 0 | ||
二甲苯/(μg/L) | 500 | 70 | 0 | ||
1,2-二氯乙烷/(μg/L) | 30 | 23.1 | 1.4 | ||
苯酚/(μg/L) | 2 000 | 0 | |||
3,4-甲基苯酚/(μg/L) | 70 | 0 | |||
萘/(μg/L) | 100 | 100 | 15.4 | 5.6 | |
2-甲基萘/(μg/L) | 30 | 30.1 | 48.3 | ||
芴/(μg/L) | 280 | 0 | |||
菲/(μg/L) | 5 | 0 | |||
邻苯二甲酸二甲酯/(μg/L) | 6 | 0 |
氧化剂 | 反应方程 | 标准电极 电势/V |
---|---|---|
高锰酸盐 | 0.59 | |
高铁酸盐 | 0.70 | |
过氧化氢 | 0.88 | |
次氯酸盐 | ClO- + H2O + 2e → Cl- + 2OH- | 0.90 |
表3 常见氧化剂在地下水环境中的标准电极电势[8, 15-16]
Table 3 Standard electrode potential of common oxidants in groundwater environment
氧化剂 | 反应方程 | 标准电极 电势/V |
---|---|---|
高锰酸盐 | 0.59 | |
高铁酸盐 | 0.70 | |
过氧化氢 | 0.88 | |
次氯酸盐 | ClO- + H2O + 2e → Cl- + 2OH- | 0.90 |
图4 不同氧化剂对场地地下水总石油烃类污染物的去除效果 (a)C6—C9;(b)C10—C14;(c)C15—C28;(d)C29—C36
Fig.4 Removal efficiency of petroleum hydrocarbons using different oxidants for onsite groundwater treatment
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