土壤中农药异味物质阻控膜的制备及其阻控效果研究
农药行业为保障我国农业健康发展做出了极大贡献，但农药生产过程中产生的异味污染物也导致了很多的环境问题。随着我国“退二进三”土壤政策的实施和产业结构的调整，农药生产企业持续外迁，搬迁后遗留的土壤异味污染已成为影响土壤污染修复进程和周边居民身心健康的关键因素。为了加快农药搬迁场地的修复进度，急需能阻控土壤异味污染物逸散的环保材料，但目前国内外这方面的研究和产品都很少，尤其国内，鲜见相关报道。 本论文以乙酸乙酯（EAC）、三氯乙烯（TCE）、二甲基二硫醚（DMDS）、对二甲苯（PTA）等为目标污染物，以天然高分子材料海藻酸钠、羧甲基纤维素、聚天冬氨酸为主体成分，甘油保湿剂、山梨酸钾防腐剂、聚乙烯醇成膜剂为辅助成分，经过组分优化组合，制备了三种水凝胶阻控膜，通过室内小型土柱实验优选出对土壤农药异味污染物阻控效果最好的水凝胶膜，用于污染场地原位实验，分析应用过程中存在的问题，进一步对水凝胶阻控膜进行结构优化。通过大型土柱实验，考察温度、污染物浓度、膜液储存时间等对异味污染物阻控效果的影响。同时，为延长阻控膜的阻控时效，探索了阻控膜与降解菌生物膜组成的双功能复合膜对异味污染物降解的影响。以14天内阻控膜对异味污染物的阻控率＞85%为评判标准，主要研究结果如下： （1）土壤异味污染物阻控膜优选实验结果表明：在海藻酸钠膜（SA）、海藻酸钠-羧甲基纤维素膜（SC）、海藻酸钠-羧甲基纤维素-聚天冬氨酸膜（SCP）三种阻控膜中，SCP阻控膜对乙酸乙酯的阻控效果最好，阻控率达97.68%。阻控膜结构性能的测试结果表明，SCP阻控膜具有最高的断裂强度（76.28MPa）、最低的蒸气透过率（3.8476g·mm/m2·h·kPa）。因此，选用SCP阻控膜进行污染场地原位试验。 （2）SCP阻控膜污染场地原位实验结果表明：SCP阻控膜稳定性不足，对主要异味污染物如1-戊烯、苯、苯乙烯、二甲苯、甲基硫醚的阻控率低于设定目标值。这可能与实际环境对阻控膜保湿性、成膜致密性、膜液储存稳定性要求较高有很大关系。针对上述问题，对SCP阻控膜组分进一步优化，得到SCPP阻控膜。 （3）SCPP阻控膜异味污染物阻控实验结果表明：18天内SCPP阻控膜对三氯乙烯、二甲基二硫醚、对二甲苯的阻控率均＞85%。从影响因素来看，环境温度对SCPP阻控膜异味污染物阻控效果的影响较小；在低污染物浓度（2.0ml/kg）下SCPP阻控膜呈现出更好的阻控效果。此外，膜液储存时间对SCPP阻控膜异味污染物阻控效果影响较大，膜液储存时间＞10天会使SCPP阻控膜对异味污染物的阻控达标时间降低28.6%。 （4）SCPP阻控膜的环境友好性和经济性分析表明：SCPP阻控膜具有良好的生物降解性，在土壤环境中150天的生物降解率接近80%；SCPP阻控膜的使用对土壤中细菌群落结构影响较小，显示出较好的环境友好性。SCPP阻控膜经济性分析表明，其成本远低于市场上类似功能的其他产品，显示出较好的应用前景。 （5）SCPP-PTA降解菌双层功能膜异味污染物阻控实验结果表明：对二甲苯降解菌膜有效降低了对二甲苯在SCPP阻控膜下的浓度累积，延长了SCPP阻控膜对对二甲苯的阻控达标时间。低污染物浓度下，双层功能阻控膜的有效时长比单SCPP阻控膜增加22%；高污染物浓度下，前者比后者增加16%，呈现出较好的应用前景。
土壤污染;异味污染物;阻控膜;阻控率;农药污染场地
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
王曙光
2022
中文
X53
2022-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）