微波加热土壤特性及其影响因素实验研究

本实验以含水土壤为研究对象,研究了微波加热的影响因素.研究的影响因素主要包括含水率、质量、功率和吸波介质,经过分析得到了各个因素影响微波加热的能力.根据各因素影响能力的不同,对微波修复石油污染土壤做了定性的讨论.     

人为石油污染土壤紫花苜蓿田间修复试验

选择校园清洁区土壤,采用陇东石油开采、加工地区常见的牧草紫花苜蓿进行人工石油污染土壤的植物修复田间试验,探讨其对西北干旱地区石油污染土壤植物修复的可行性.结果表明:种植空白组和种植苜蓿组土壤石油污染物残留量、去除量均随着土壤石油污染物投配量的增加而增加,两者正相关关系特别显著,反映了投配量对石油污染物残留量和去除量的巨大影响.土壤石油污染物去除率,种植空白组为21.43%～54.17%、种植苜蓿组为91.08%～96.07%,种植空白组土壤石油污染物去除率仅为种植苜蓿组的0.23～0.59倍,显示石油污染土壤尽管存在一定程度的自然降解,但是紫花苜蓿的修复作用依然很显著;施肥对种植苜蓿组土壤扣除空白石油污染物残留量影响很大,施肥组仅为不施肥组的0.61倍,显示施肥有助于种植苜蓿组土壤石油污染物的去除.可见,紫花苜蓿对石油污染土壤有很好的修复效果.     

自制微波设备修复污染土壤的实验研究

研究了自制微波土壤修复设备对某实际有机氯农药污染场地土壤的修复效果,该微波设备采用四个对称安装磁控管作为微波发生器,微波腔体中土壤罐采用碳化硅材料,使污染土壤能够快速升温.结果表明:该微波土壤修复设备能够快速有效地降解实际污染土壤中的滴滴涕(DDT)；微波功率和土壤量对污染土壤中DDT的降解效率有较大影响,当微波功率为4 kW,土壤量为1kg,辐射30 min时,土壤中总DDT的去除率达到77.6％；与常规加热方式相比,微波加热条件下,土壤总DDT的去除率提高了了27.4％,这是由于微波加热效率高于常规加热,同时微波可削弱反应过程中的化学键.     

石油污染长期胁迫下的土壤微生物代谢活性特征研究

选取油田注水井和采油井周边的土壤作为分析对象,利用微量量热法和FDA酶分析法探索长期石油污染胁迫对土壤微生物能量代谢的影响,以期为石油污染土壤的生物修复提供理论和技术支撑。研究结果表明,长期石油污染胁迫不仅影响土壤系统的蓄水能力,而且干扰了其中碳、氮和磷等营养元素的循环。与此同时,石油污染严重抑制了土壤微生物活性:FDA酶活性由正常土壤均值的56μg/g降低至高浓度污染均值的21μg/g;同时,土壤石油污染改变了土壤微生物典型的热功率曲线,其浓度又分别与微生物热功率参数P_(max)(r=-0.749,P<0.05),Q_(total)(r=-0.804,P<0.01)和k(r=-0.835,P<0.01)呈负相关关系,而与T呈正相关关系(r=0.794,P<0.05)。Pearson相关性和RDA冗余分析揭示了土壤含水率、速效磷和有效氮等环境因子与土壤微生物活性呈正相关性,该结论为石油污染土壤的微生物修复提供了有价值的参考信息。     

以菌糠为调理剂的柴油污染土壤堆肥技术

以老化的柴油污染土壤为供试土壤,以菌糠为调理剂,在模拟实验条件下,进行了为期90d的柴油污染土壤的堆肥研究,分别于堆肥进行的第30、60和90d采集土壤样品,分析土壤的总石油烃残留量和细菌与真菌的数量,探讨不同的菌糠投加比例、外源降解菌接种等因素对柴油污染土壤中石油烃污染物去除效率的影响,并对堆肥过程中堆体微生物数量的动态进行监测分析．研究结果表明,菌糠的添加显著促进了柴油污染土壤中石油烃的生物修复效率,经过90d的堆肥处理,总石油烃的去除率最高达73％．菌糠投加比例也对总石油烃去除率有明显的影响,随着菌糠与土壤体积比的提高,柴油污染土壤中总石油烃的去除率随之增加．外源高效降解菌的添加能显著提高柴油污染土壤中总石油烃污染物的去除率（p〈0．05）．     

烟叶复烤回潮有限元分析及工艺参数优化

为研究众多工艺参数对烟叶复烤回潮效果的影响,对堆积的烟叶构建回潮模型,基于模型计算得烟叶在不同回潮条件下含水率,再通过物理实验验证仿真模型。利用单因素试验分析各工艺参数对烟叶回潮含水率影响的显著性,再采用Plackett-Burman试验筛选出对含水率有较显著影响的参数,最后通过最陡爬坡试验及BBD(box-behnken design)试验,建立含水率与各工艺参数的回归响应面模型。结果表明：利用该模型研究各工艺参数对烟叶复烤回潮效果的影响是可行的;相对湿度、气相温度和堆积烟叶厚度对试验结果有显著影响,当相对湿度为85.25%,气相温度为56.18℃,烟叶厚度为70.01 mm,气相速度1.2 m/s和回潮时间(传送带送料速度) 50 s时,仿真结果满足响应指标。研究成果可为优化烟叶复烤回潮工艺,降低能耗,节约生产成本提供理论参考和数据支撑。     

环糊精与表面活性剂增效电法修复石油污染土壤*

针对石油污染土壤因石油成分复杂且在水相中溶解度低而难以修复问题,采用了表面活性剂和环糊精增效电动力学修复技术,研究了十二烷基苯磺酸钠表面活性剂和β-环糊精单独添加及联合添加时对电动力学修复石油污染土壤的影响,分析了表面活性剂和环糊精增效电动力学作用下土壤中污染石油的迁移机理。结果表明:在电动力学效应中,电渗析作用是石油污染物迁移的主要动力,石油去除率达到45%以上。十二烷基苯磺酸钠和β-环糊精都可以增加石油的溶解性,提高石油的迁移。但是二者各有优缺点,二者的混合液作为石油的增溶剂是最佳选择,使电动力学作用下土壤去油率最高达85.2%。     

SDBS微乳液制备及其对石油污染土壤清洗效果研究

目的 利用阴离子型表面活性剂、助表面活性剂、无机电解质、有机相与去离子水配制微乳液,研究微乳液的稳定性,利用配置的微乳液对石油污染土壤进行清洗,探究方法可行性以及最佳参数条件。方法 采用Shah法,以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂、分别以正丁醇、NaCl、Na₂CO₃、Na₂SiO₃、有机相正庚烷为助表面活性剂制备微乳液,通过绘制拟三元相图研究微乳液体系稳定性;分析该微乳液对石油污染土壤的洗脱率。结果 配制的微乳液Ⅲ对含油量为10.6%的石油污染土壤去除率达到90.47%,清洗后的土壤含油率为1.01%,对比单一表面活性剂SDBS的石油烃脱附效率提高了32.31%。结论 该微乳液脱附效率显著高于单一或其他复配溶液药剂,可作为高浓度石油污染土壤修复的主要备选技术。     

芦苇修复新疆石油污染土壤效果

考察芦苇对新疆污染土壤石油烃的处理效能、石油烃对芦苇生长的影响及不同石油污染度条件下芦苇根际微生物数量的变化。研究结果表明:经过123 d的芦苇修复,石油烃去除率可到41.21%～62.14%,明显高于空白样(19.75%～37.92%),其中饱和烃去除效果最好,可达60.52%～73.11%;芦苇对原油污染具有较好的耐受性,在土壤石油污染率低于1.25%情况下能够有效促进土壤中石油烃的去除;芦苇根际土壤中微生物数量与原油降解率呈正相关关系,芦苇根际效应促进原油降解菌数量的增加和活性的增强;芦苇的修复以根际效应为主,芦苇根际恰当的微生物类群为土壤原油降解提供有利保障。     

孔雀草修复重金属-多氯联苯复合污染土壤的实验研究

迄今为止,鲜有利用花卉植物修复土壤中重金属-有机物复合污染土壤的相关报道。本研究应用盆栽实验的方法,利用花卉植物孔雀草修复重金属镉（Cd）-多氯联苯（PCBs）复合污染土壤,考察孔雀草对复合污染的耐受性及其对污染物的去除率。结果显示,相对空白对照组,当PCBs初始浓度为100 μg kg-1时,植物量最高可提高27.76%,植物体地上部分对Cd的吸收量超过100 mg kg-1,其植物体内对Cd的吸收有显著性提高,PCBs的降解率也提升了42.72%。孔雀草在复合污染土壤中显示出极强的耐受性和修复潜能。 关键词 植物修复 孔雀草 污染土壤 镉 多氯联苯     

重金属污染土壤的电动力学修复试验研究

采用自制的实验装置研究重金属污染土壤的电动力学修复性能,通过间歇断电法和提高电压法提高单一重金属污染土壤的重金属去除率,取得了良好的效果,并且对多离子污染土壤的电动修复进行了研究.结果表明:间歇断电法和提高电压法与相同试验条件下的普通试验相比,Cd去除率分别提高了6.17%和0.56%,电能消耗分别节省了51.86%和12.4%.多离子污染土壤Cu,Pb,Cd的去除率分别为68.56%,75.31%,69.90%,相对于单一离子Cd的电动试验,修复效果降低不少.电能消耗为5.061 2kJ.g-1,比单一离子的电能消耗高出许多.     

响应曲面法优化混合菌KW8-2修复石油污染土壤

采用响应曲面法优化混合菌KW8-2修复石油污染土壤的条件。以初始原油质量分数、接种量、氮磷比和表面活性剂用量为自变量,修复60 d的原油降解率为因变量,采用Box-Behnken(BB)设计,研究各自变量及其交互作用对污染土壤生物修复的影响,得到二次多项式回归方程预测模型。结果表明:原油质量分数分别为10×10-3、30×10-3和50×10-3的污染土壤,最佳修复条件下的原油降解率分别为67.12%、63.39%和56.57%,远高于单因素试验的最高值(63.78%、60.36%和55.44%);试验数据可为混合菌KW8-2修复原油污染实际土壤提供技术支持。     

单一及复合环境友好型淋洗剂修复铅污染土壤

为了探索一种针对重金属铅(Pb)的高效环境友好型淋洗剂,采用水平实验法探究了乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMPA)、聚酰胺酸(PAA)、鼠李糖脂三种淋洗剂对Pb污染土壤的淋洗特征,使用响应面法对EDTMPA和PAA进行了淋洗参数优化.首次将这两种螯合剂EDTMPA,PAA与表面活性剂鼠李糖脂复合淋洗.结果表明,单独淋洗时,EDTMPA的效果最佳,最佳淋洗参数为质量分数2.3%,pH 5.7,淋洗时间167 min,对Pb的去除率为57.6%.鼠李糖脂复合EDTMPA对Pb的最大去除率为70.9%,比EDTMPA单独淋洗提高了12%;鼠李糖脂复合PAA的最大去除率为63.3%,比PAA单独淋洗提高了16%.鼠李糖脂复合EDTMPA是一种高效且环境友好型淋洗剂.     

利用皂素溶液淋洗修复重金属污染土壤

通过室内模拟试验,采用振荡淋洗的方法研究了皂素溶液浓度、pH值、淋洗时间对重金属去除效果的影响。并通过一个一级反应动力学模型对试验数据进行了拟台,得到了两个重要的参数Ce（反应达到、F衡时重金属在液相中的浓度）和K（质量转移系数）。结果表明：皂素溶液在质量浓度为3％、pH值为5．0-55淋洗时间12h的条件下能达到对污染土壤重金属的最大去除率。去除率分别为Cd93．5％,Pb20．5％,Cu8．64％,Zn48．4％。模型拟合的结果表明：镉的质量转移系数最大,其次是锌,然后是铅,最后是铜。这一结果同时也说明了在土壤淋洗过程中,镉和锌最先达到质量转移的平衡状态,然后是铅和铜。     

DDT污染土壤的修复技术

采用超声-微波协同技术对实际双对氯苯基三氯乙烷(DDT)污染土壤进行修复,考察水相介质、碱浓度、水投加量、微波电功率、反应时间对DDT去除效果的影响。结果表明:这种修复技术可以有效地去除污染土壤中的2,2-双(4-氯苯基)-1,1,1-三氯乙烷(p,p’-DDT)和二氯二苯二氯代甲烷(p,p’-DDD),降低土壤的毒性。碱性介质的投加更有利于DDT污染土壤毒性的降低,对于20 g污染土壤,最佳碱浓度为6 mol/L;最佳水投加量为4 mL;电功率的提高,不仅可以提高p,p’-DDT、p,p’-DDD的去除效果,还可以去除p,p’-DDT、p,p’-DDD在降解过程中生成的2,2-双(4-氯苯基)-1,1,1-二氯乙烯(p,p’-DDE);最优反应时间为4 min。     

石油污染土壤修复过程中肥料的应用

在利用微生物菌剂修复石油污染土壤的过程中,肥料的类型、用量和补加均能对土壤中石油降解、菌体数目产生影响。研究实验表明,NH4NO3：NH4H2PO4=5：1,肥料添加总量为污染土壤质量的0．75％,在修复到30d时补加肥料,能获得良好的降解效果。经过60d的花盆修复实验,石油降解率达到48．5％。     

微波法提取丁香色素

研究微波法提取丁香中食用色素的最佳工艺条件。方法：称取一定量的备用原料,选取微波功率、辐射时间、提取剂浓度、原料用量（g）与提取剂用量（mL）的配比（料液比）等进行单因素试验与正交试验。结果：微波功率是影响提取丁香色素的主要因素;影响丁香色素提取的顺序是微波功率〉料液比〉辐射时间〉提取剂浓度;最优工艺条件是微波辐射功率为500 W,辐射时间为120 s,提取剂为20%乙醇溶液,料液比为1 g：8 mL;提取液浓度与料液比之间存在交互作用。结论：正交试验是省时省力、结果易得的实用方法。     

不同复合萃取剂对砷污染土壤修复效果的对比

以砷污染土壤为研究对象, 用化学萃取法中的批量振荡实验法, 分别考察5种萃取剂的单一及复合作用效果, 得到砷污染土壤的最佳萃取剂优化组合方式, 并通过动力学特征实验考察萃取过程中的速率控制步骤和因素. 结果表明： 单一萃取剂对土壤中砷的去除效果依次为草酸(OX)>NaOH>乙二胺四乙酸(EDTA)>KH₂PO₄>柠檬酸; 2种复合萃取剂除砷率最高的组合为EDTA+OX, 优化实验条件为m(土)∶V(溶液)=1∶8, 振荡萃取8 h, 除砷率达855%; 适当的组合萃取剂高于单一萃取剂的除砷效果. 3种和2种萃取剂复合的作用效果无明显差别; 不同复合萃取剂的动力学过程可用准二级方程描述（p<0.01）, 推测萃取过程主要受化学反应机理的控制, 反应涉及萃取剂与砷化物之间的电子共用或电子转移.