重有机污染土壤催化氧化修复技术研究文献综述
2020-03-13 09:50:52
文 献 综 述
土壤是人类所赖以生存的主要自然资源,不仅提供人类生存所需的各种营养物质,而且还可以接受和累积各种有机污染物,而成为有机污染物在地表系统中的储存库或中转站。伴随着化学工业的发展,人工合成的有机物的种类和数量与日俱增,同时也产生了很多环境难以降解的有机污染物。这些污染物大都具有致癌、致畸和致突变性,可通过食物链对人体健康产生长期的危害,并可能带来生态风险,被称为#8220;持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs)#8221;。POPs具有长期残留性、半挥发性和高毒性,易于在生物体内富集,能够长距离迁移和沉积,对人类健康和环境具有严重危害[1-5]。
1. 持久性有机污染物的简介
1997年联合国环境规划署(UNEP)公布迫切需要进行控制和治理的12种典型POPs,并于2001年5月23日联合国际社会90个国家签署了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》,目前首批列入此公约控制名单的12种POPs分别为:艾氏剂(Aldrin)、狄氏剂(Dieldrin)、异狄氏剂(Endrin)、毒杀芬(toxaphene)、灭蚁灵(mirex)、滴滴涕(1,1,1-trichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)-ethane,DDT)、氯丹(chlordane)、六氯苯(hexachlorobenzene,HCB)、七氯(heptachlor)、多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)、多氯代二苯并对二英(polychlorinated dibenzo-p-dioxins,PCDDs)和多氯代二苯并吠喃(polychlorinated dibenzo-furans,PCDFs)。其中前9种属于有机氯农药(Organochlorine Pesticides,OCPs),PCBs是工业化学品,PCDDs和PCDFs(PCDD/Fs)主要来源于城市、医院废弃物的燃烧过程,热处理过程,工业化学品加工过程等[6-7]。
持久性有机污染物具有以下特征:(1)难以降解,具有长期残留性,长期停留在环境中。(2)POPs是亲脂憎水性化合物,具有生物积累性。在水和土壤系统中,POPs会转移到固相或有机组织的脂质,代谢缓慢而在食物链中蓄积并逐级放大,最终影响到人类的健康。(3)POPs具有半挥发性和长距离迁移性。在环境温度下,POPs蒸发进入大气,随着温度的变化而发生界面交换,长距离迁移后而沉积。(4)具有高毒性。归纳起来,其生物毒性体现在以下方面:致癌性、生殖毒性、神经毒性、干扰内分泌系统。
2. POPs污染场地修复技术
传统的土壤修复技术包括焚烧法、固定/稳定化法[8-9]、热脱附法[10]、蒸汽提取法、淋洗法[11-13]、化学氧化法[14]、生物法[15]等。
2. 1 焚烧法
焚烧法是早期有机污染土壤修复的主要方法,也是最早应用于场地污染土壤修复的技术。该方法一般先将污染土壤挖掘出来,然后采用高温焚将土壤中的污染物燃烧掉。焚烧对污染物的处理比较完全,但焚烧需要专用焚烧炉,设备昂贵;供料系统、排气系统、自动监测系统技术复杂,要求条件比较苛刻;易造成二次污染,只有在高温下处理才能将完全处理,若温度不够,在270- 400℃之间焚烧则极易产生二噁英,焚烧中产生的飞灰、残渣必须进行安全填埋[16],焚烧设备的处理量常满足不了污染场地的土方量等因素,因而实际应用受到一定限制。
2. 2 固定/稳定化法