有机溶剂浸取石油污染土壤

导读:上海昌吉地质仪器有限公司采用索氏提取法和气相色谱分析了某炼油厂周边土壤中的多环芳烃的种类及含量，考察了6种有机溶剂对土壤中多环芳烃的浸取效果，探讨了溶剂与溶质溶解度

来源：未知发布日期：2019-08-22 16:53【大中小】

1.概述
环境中多环芳烃的主要来源有3种：有机材料高温热解反应、成岩作用的输入和生物降解作用。上海昌吉地质仪器有限公司了解到多环芳烃具有较强的疏水性，进入土壤环境后易吸附在土壤颗粒表面，在自然状态下不易降解，可通过植物的根系吸收进入生物体内，并通过食物链进行富集，对人体具有致畸、致癌、致突变性。因此，去除土壤中的多环芳烃是急需解决的问题。溶剂浸取法利用有机溶剂对疏水性污染物的溶解性，使其脱离土壤体系，具有操作简单、选择性高、分离效果好等优点，在土壤治理领域得到广泛应用。但该方法目前鲜少应用于土壤中多环芳烃的针对性处理。从溶剂进入土壤颗粒到多环芳烃脱附传质进入溶剂体系共经历4个步骤：
(1)溶剂快速进入土壤颗粒；
(2)多环芳烃的位点解吸脱附；
(3)多环芳烃的传质扩散；
(4)进入有机溶剂体系。步骤2位点解吸脱附是速率限制步骤。
本文上海昌吉地质仪器有限公司考察了6种有机溶剂对污染土壤中多环芳烃的浸取效果，探讨了溶剂与溶质溶解度参数差异对溶解效果的影响，旨在筛选出最佳的多环芳烃浸取溶剂，并对最佳溶剂的浸取工艺条件进行了优化。

2.试剂和仪器
正庚烷、三氯乙烯、甲苯、丙酮、二氯甲烷和甲醇：分析纯；多环芳烃标准液：溶于二氯甲烷-苯混合试剂中（体积比1︰1），多环芳烃质量浓度均为2mg/mL。SZCL-2型数显控温磁力搅拌器：河南予华仪器有限公司；R201D型旋转蒸发仪：河南予华仪器有限公司；Varian450-GC型气相色谱仪：美国瓦里安公司。

3.浸取时间
合适的溶剂浸取时间既可以保证对多环芳烃的高浸出率，又可以避免过多的能量消耗，减少溶剂挥发损失。在浸取温度20℃、液固比为6:1、土壤含水量为0的条件下，上海昌吉地质仪器有限公司解析了浸取时间对总多环芳烃和各种多环芳烃浸出率的影响：浸取时间的长短显著影响二氯甲烷对多环芳烃的洗脱效果；在浸取开始的4min内，总多环芳烃浸出率快速升高至45.5%，此时脱附进入溶剂的多数为低分子多环芳烃，如芘和蒽在开始4min内浸出率已达79.8%和62.3%；浸取6～10min时，总多环芳烃浸出率上升趋势变缓，从45.5%升至64.6%，在此阶段，低分子多环芳烃浸出率增加趋势变缓且接近平衡，而高分子多环芳烃开始脱附进入溶剂，如苯并[a]芘浸出率从4min开始明显升高，并在10min时达到最高浸出率53.7%，但高分子多环芳烃的浸出率总体低于低分子多环芳烃；浸取10min后，从土壤中脱附的多环芳烃量极少，浸取达到平衡，浸出率保持稳定。因此可以确定最佳浸取时间为10min，总多环芳烃浸出率为64.6%，各种多环芳烃的浸出率分别为蒽66.6%，荧蒽58.8%，芘92.1%，屈68.0%，苯并[a]蒽56.85%，苯并[b]荧蒽18.4%，苯并[k]荧蒽1.9%，苯并[a]芘53.7%

4.结论
(a)利用索氏提取法和气相色谱分析确定土壤试样中含有蒽、荧蒽、芘、屈、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽和苯并[a]芘8种多环芳烃，其含量分别为4.20，22.05，10.62，4.26，5.54，0.80，0.94，4.18mg/kg。
(b)分别采用正庚烷、三氯乙烯、甲苯、丙酮、二氯甲烷和甲醇6种有机溶剂对土壤中总多环芳烃和各种多环芳烃进行洗脱，二氯甲烷与多环芳烃的溶解度参数差异较小，对多环芳烃的溶解能力较好，且进入土壤颗粒中受到的表面张力小，因此浸取效果最佳。
(c)选用二氯甲烷浸取土壤试样，最佳浸取条件为浸取时间10min、浸取温度30℃、液固比5:1、土壤含水量8%，在此条件下，总多环芳烃浸出率为83.0%，各种多环芳烃的浸出率分别为蒽97.8%，荧蒽78.2%，芘99.9%，屈98.5%，苯并[a]蒽81.1%，苯并[b]荧蒽47.6%，
苯并[k]荧蒽14.8%，苯并[a]芘58.7%。
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