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《南京信息工程大学》 2011年
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铁锰氧化物降解多氯联苯的研究

林志荣  
【摘要】:多氯联苯(Polychlorinated Biphenyls, PCBs)是一类典型的持久性有机污染物,具有持久性、半挥发性、生物蓄积性和高毒性等特点。在水体、土壤、沉积物等环境中难于降解转化。铁锰氧化物作为土壤和沉积物环境中氧化活性较强的组分之一,可以有效的氧化降解环境中的持久性有机污染物。前人的研究表明,铁氧化物与H202组成的非均相Fenton反应对有机污染物能产生有效的降解作用,而微波诱导二氧化锰也能有效的降解模拟土壤中的PCBs。因此,本文以PCBs为目标污染物,以合成的针铁矿为催化剂,研究针铁矿与H202组成的非均相Fenton反应对PCB28的降解作用,讨论了H202浓度、针铁矿浓度和pH对PCB28降解率的影响,并初步研究了PCB28的降解机理。并对微波诱导二氧化锰降解实际污染土壤中的PCBs进行了研究,讨论了水添加量、二氧化锰添加量、H2SO4和二氧化锰的晶型对PCBs降解的影响。 研究结果表明PCB28在非均相Fenton体系中能发生明显的降解作用。PCB28的降解率随H202和针铁矿初始浓度增加而显著增加,反应144 h后,在H202浓度为0.2、0.5、1.0 mo1·L-1时,PCB28的降解率分别为45.8、69.2和78.2%。在0.5、1.0、5.0和10 g·L-1针铁矿体系中PCB28的降解率分别为67.4、78.4、91和99%。pH对PCB28降解率地影响表现为pH 3 pH 8 pH 5 pH 7 pH 9。在加入自由基猝灭剂甲醇后,PCB28基本不发生降解作用,表明反应的主要活性物质是羟基自由基。在反应过程中只溶出少量的铁离子,进一步表明降解反应是直接发生在针铁矿的表面,而非通过针铁矿溶出的铁离子组成均相Fenton体系降解PCB28。 在微波辐射条件下,添加水和二氧化锰后,能显著提高微波辐射对土壤中PCBs的降解作用。随着添加的水量和二氧化锰量的增加,PCBs的降解率也随着增加。添加5、10、20和30%水分时,辐射45 min后,PCBs的降解率分别为66.8、71.6、78.8和89.6%。添加1、2、5和10%δ-Mn02后,PCBs的降解率分别为30、34、43.2和78.8%。与前人的研究结果不同是在向土壤中添加H2SO4浓度较低时,可能是因为添加的H2SO4破坏了土壤原来的结构,并没有提高PCBs降解率;但是随着H2SO4浓度的增加,PCBs的降解率也增加了。向土壤添加等量的不同晶型二氧化锰后,PCBs的降解率也不同,PCBs降解率随晶型的由大到小按下列顺序排列:δ-MnO2β-MnO2α-MnO2,与比表面积的变化趋势相同。
【学位授予单位】:南京信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X13

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【参考文献】
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