农药污染的土壤治理方法实验研究

李淑辉

(天津环科源环保科技有限公司，天津 300450)

农药污染的土壤治理方法实验研究

李淑辉

(天津环科源环保科技有限公司，天津 300450)

对被农药污染的土壤进行实验研究，找出最佳治理方法。首先对被污染的土壤测试特征污染物，然后采用污染最重土壤为样品，采用芬顿试剂进行催化氧化实验研究，论证催化氧化方法治理农药污染土壤的可行性。

土壤污染；农药污染；催化氧化；实验研究

原唐海农药厂建于20世纪70年代，主要从事除草醚、六六六、氯乙酸的生产与开发，90年代中期全面停产拆迁。近年来，随着曹妃甸经济的不断发展，城区范围逐渐扩大，目前该厂所属区域已变为市区繁华地段，2014年，该厂区已由政府流转至开发商用于居住用地开发，为控制工业污染场地变更用途后对使用人群造成危害，依据环保部、工业信息化部、国土资源部、住房和城乡建设部《关于加强工业企业场地再开发利用环境安全的通知》(环发2012[140]号)文件中“被污染的场地进行再次开发利用的应进行环境评估和无害化治理”的要求，对被污染的土壤进行治理，前期对被污染的土壤展开实验研究。

1 实验

1.1 试剂

H2O2(30%)，FeSO4.7H2O，H2SO4，高锰酸钾；均为分析纯级试剂。

1.2 实验仪器

1.3 实验内容

(1)取污染区域内不同深度的土壤，对特征污染物进行测试。

(2))用污染最重土壤作为实验样品，进行化学催化氧化处理实验。分别称取三份质量100 g加入200 mL的烧杯中，按三个不同投药水平分别投加药剂，搅拌均匀。2天后采样样品测定污染物变化情况。

(3)称取20 g样品，加蒸馏水200 mL，投加一定量药剂，在反应器中反应24 h，测定气相，固相，液相特征污染物分布情况。

(4)对污染区域内不同深度的土壤SOD值进行测定。

(5)对污染区域内地下水进行化学催化氧化处理实验。

2 实验结果

2.1 特征污染测试实验结果

为了得到行走机构和翻转机构的速度、位置和加速度随时间变化情况，仿真分析时采用伺服电机作为驱动，由于行走机构和翻转机构的惯量较大，且启动和制动频繁，为了保证其运动的准确性和稳定性，采用SCCA形式定义伺服电机。SCCA是指一条包含正弦、常数和余弦的复合曲线，仅用于加速度的设置，若机构的运动时间为t，则加速度函数y的表达式如式(1)：

本污染场地内不同深度的土壤特征污染物浓度见表1。

表1 不同深度的土壤污染物含量

根据实验可知，本场地主要受到苯酚、萘、二氯苯酚和三氯苯酚的污染，因此选择原位化学氧化技术方法对土壤进行治理修复。可利用的几种典型氧化剂有过氧化氢、Fenton试剂、臭氧和高锰酸钾。能够有效被处理的有机污染物包括：挥发性有机物如二氯乙烯(DCE)、三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)等氯化溶剂，以及苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)等苯系物；半挥发性有机化学物质，如农药，多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)等。对含非饱和碳键的化合物(如石蜡、氯代芳香族化合物)处理十分高效且有助于生物修复作用。

使用高锰酸盐做为氧化剂进行修复成本过高；过氧化氢极不稳定，半衰期短，有效距离短，进入土壤后会立即分解成水和氧气，需要采取少量多次的方式加入，才能增加氧化剂的利用效率；臭氧也极不稳定，半衰期短，反应迅速，传输距离短，且腐蚀性强，需要现场生成。Fenton试剂能够氧化大多数有机物，无选择性，反应迅速，处理彻底，还具有原料简单便宜，无需复杂设备，操作简单、反应条件温和，无二次污染，因此本实验选用Fenton试剂做氧化剂。

2.2 污染土壤进行化学催化氧化处理实验结果

根据特征污染物实验测定结果，2，4二氯酚主要集中在0～4 m土壤层中，2，4，6三氯酚主要集中在表层和1.5～4 m土壤层中，4 m以下没有超标，地下水污染主要集中在3.5 m处的潜水层。因此催化氧化处理实验样品选用1.5～2.5 m的土壤作为实验样品。采用不同的三种投药量进行实验，实验结果见表2。

表2 不同投药量下催化氧化处理实验结果

图1 处理前谱图

图2 投药量1水平色谱图

图3 投药量2水平色谱图

图4 投药量3水平色谱图

从处理前后气相色谱谱图(图1～4)来看，场地内污染土壤处理前后谱峰没有增加，还略有减少，说明没有增加新的污染物。其方案是可行的。

2.3 化学催化氧化处理后气相、固相、液相特征污染物分布情况

将上述场地内所采取的原状污染土样用污染最重土壤作为实验样品，称取20 g样品，加蒸馏水200 mL，按照上述第③套实验药剂配比投加一定量药剂，在密闭的反应器中反应24 h，测定气相，固相，液相特征污染物分布情况，实验结果见表3。

表3 场地土壤特征污染物催化氧化后去向情况一览表

由表3可知，添加按照上述第③套实验药剂配比添加催化氧化药剂后，本场地土壤中主要特征污染物苯酚、二氯酚和三氯酚的去除率分别达到58.78%、98.79%和95.50%，该部分物质全部转化为二氧化碳、水及氯化物；另外固相物质(土壤)中的残留吸附量分别为38.20%、0.98%和2.76%，表现形式为未完全氧化的残留特征污染物；液相物质(地下水)中的残留溶解两分别为1.70%、0.02%和0.05%，表现形式为溶解到地下水中残留；气相(土壤气)中的残留分别为1.32%、0.21%和0.79%，表现形式为修复治理过程中随大气无组织排放。由于上数据可知，采用原位氧化法处理本污染场地土壤和地下水中的特征污染物，在治理过程中绝大部分特征污染物被氧化为二氧化碳、水及氯化物，残余的绝大部分以固态形式残存吸附于土壤中，仅有少部分(小于3%)的特征污染物被溶解到水中或挥发到大气中。

2.4 地下水化学催化氧化处理结果

采取污染场地内地下水进行室内催化氧化实验，实验结果见表4。

表4 场地地下水催化氧化结果一览表

有以上实验结果可知，采用芬顿氧化后，场地内的地下水特征污染物质含量均降至修复治理目标值以下，同时考虑膜处理降低地下水中氯离子含量后，可以直接排入城市污水管网。

2.5 不同深度的土壤SOD值

对污染区域内不同深度的土壤SOD值进行测定。土样取用量为5 g，向每个VOC瓶中加入18 mL高锰酸钾，高锰酸钾的浓度为21.905 g/L，一段时间后进行高锰酸钾含量的测定。测定结果表明不同深度高锰酸钾用量在3～46.2 g/kg，根据该实验结果，用于修复治理本场地污染土壤的药液使用量可初步用1t污染土壤添加30 kg配比好的药液进行处理。

3 结论

(1)实验结果表明污染土壤及地下水经化学催化氧化后特征污染物均可达到场地修复指标要求。

(2)从化学催化氧化处理后气相、固相、液相特征污染物分布情况看，污染物残留主要在固相，转移到液相、气相甚微，大部分被氧化掉。从处理前后气 相色谱谱图看，谱峰没有增加，还略有减少，说明没有增加新的污染物。

(3)对不同深度的土壤SOD值进行了测试，为以后修复工程确定药剂投加量提供依据。

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(本文文献格式：李淑辉.农药污染的土壤治理方法实验研究[J].山东化工,2017,46(11):185-187,189.)

Pesticide Pollution of Soil Method Experimental Research

LiShuhui

(Tianjin Huankeyuan Environmental Protection Technology Co., Ltd.,Tianjin 300450,China)

The experimental study on the pesticide contamination of soil, find out the best treatment method. First on the contaminated soil testing characteristics of pollutants, and then uses the heaviest pollution to soil samples, using fenton reagent catalytic oxidation experiments, prove the feasibility of this control pesticide pollution soil catalytic oxidation method.

soil pollution;pesticide pollution;catalytic oxidation;experimental study

2017-04-11

李淑辉(1974—)，女，河北唐山人，毕业于大连理工大学化学系环境工程专业，工程师，主要从事工业废水治理和环境影响评价工作。

X53；X786

A

1008-021X(2017)11-0185-03