第一章绪论虽
1.1苯酚特征简介
苯酚，又名石炭酸、轻基苯，一个经基取代苯分子中的一个氢原子而生成的化合物，分子式C6H5oH，其三维结构和平面结构式图l一2，是最简单的酚类有机物。在常温下时苯酚是无色晶体，微溶于水，易溶于有机溶液，具有一定的腐蚀性;在温度高于65℃时，能跟水以任意比例互溶，长时间暴露在空气中后会呈粉红色ll]。苯酚的沸点181.75℃，熔点40.91℃，燃点79℃，蒸气压0.35mmHg/2SOC，相对密度1.071，蒸气相对密度3.24，其溶解度为8.289121。
1.2苯酚污染土壤处理方法简介
目前，关于土壤苯酚污染治理的研究报告相对较少，主要包括物理、化学、生物以及各技术的联用等修复方法，下面将一一介绍这儿种修复方法。
1.2.1苯酚污染土壤的物理处理技术方法
物理净化与修复是借助物理手段将污染物从土壤中分离开来的技术，周启星等提出主要包括物理分离修复、蒸汽浸提、司定/稳定化、玻璃化、低温冰冻、热力学和电动力学等在物理分离修复方面，高松亭等通过实验表明，十壤中的苯酚在向空气中扩散速率随着时间推移逐渐变大，实验进行到2天18h时，其扩散速率达到最大值，此时空气中的苯酚的浓度为0.16mgm 12天后，扩散速率从最大值下降至0.011mgl，此时空气中苯酚浓度饿浓度已经低于。达到居住区空气质量标准。同时，还做了阻隔实验，在空气中苯酚浓度达到居住标准浓度后，用1:1.5的比例，将清洁的粘土覆盖在自制污染土层表面，在22h的监测时间里，土壤中的苯酚向大气扩散的速率稳定在。
在覆盖的粘土与污染土在末完全粘成一体前，虽然降低了苯酚的扩撒速率，但不能完全阻隔苯酚的释放。在污染土层直接加盖水泥板后，苯酚还能能穿透水泥板，沮隔效果不够好;倘若在覆盖清洁粘土层上再加盖水泥板，空气中能监测的苯酚浓度极低。
固定/稳定化处理苯酚污染土方面，苏肇基等通过实验表明，水泥/活性炭固定稳定化可实现苯酚质量分数的有效1司化，添加少量活性炭(质量分数<3%)可显著提高苯酚固定化率，同时对养护时间做了研究，得到养护时间越长，水泥水化程度越高，对的物理包封和对活性炭的物理封闭越充分，苯酚的定化率越高。电动力学修复苯酚污染土方面，王熹等用自制的土壤样品和试验装置，研究了在20V的电压下，于阳极槽内加入浓度0.lmol几的NaOH作为缓冲液，阴极槽内添加不同浓度的LAS溶液，经过一段时间的处理，观察和测量电流强度、电渗液累积量和土壤中的苯酚残余量等参数。
研究表明，通电6d后，土壤中的苯酚在距离阳极12一18cm处富集:在LAS浓度增加到0.O46mol几时，土壤中苯酚含量急剧一下降，直接迁移到阴极槽中，此时苯酚的处理效率达到91.2%。孟祥婕等自制了含苯酚浓度400mg/kg的沙土，取3kg该沙土于反应槽中，施加的恒定电压，并同时加入超声波作用，48h后在所设定的取样点取样测试。测试指标有沙土的pH、含水率及苯酚浓度。结果表明，加入超声后有利于苯酚的迁移和富集，效果增强50%以上，含水率在16%时有利于苯酚的富集。QislliLuo等用自制的苯酚含量为Zoomg/kg的沙壤土和实验装置，取Zkg土样逐层装入有机玻璃反应器，在的压力条件压半天，吸去表层压出水后，制成体积为的苯酚污染土壤。测定土壤pH值和含水量，插入电极，用导线将阳极和阴极分别与电源的正极和负极相连，在均匀和非均匀电动力实验中分别采用板状和圆柱状高纯石墨电极，电极间距为20cm，加盖密封反应器，在20V恒定电压一F运行1~14d。通过测试，在均匀与非均匀电动力、不同时间和不同土壤pH条件下设置采样点测足土壤苯酚浓度，最后得出，利用电动力学过程对苯酚的解析和迁移作用，可以将分散在土壤中的污染物定向迁移到规定区域，然后集中处理该区域土壤中苯酚;也可以利用此原理向污染土壤中加入处理药剂和活性微生物，加速苯酚污染物向土著微生物运动，增强微生物可利用性，加快原位生物降解过程。
1.2.2苯酚污染土壤的化学处理技术方法
化学修复苯酚污染土壤的方法包括各种中和或去除有毒物质的技术，涉及土壤淋洗修复、溶剂浸提修复、化学氧化修复、化学还原修复、化学脱氯修复、电化学修复、真空浸提修复、沉淀修复和活性炭吸附修复l8J以及土壤性能改良等技术。
化学洗涤法己广泛用于严重污染土壤的修复，其既可以在原位进行修复，也可以进行异位修复。其化学机制在于使淋洗液或化学助剂与介质中的污染物结合，并通过淋洗液的解吸、溶解或固定等化学作用，达到修复的目的。高土祥等用了.十二烷基本磺酸钠溶液作为淋洗液，对苯酚浓度为10.lmg众g的模拟污染土壤样品及现场样品进行淋洗。研究表明，该淋洗液可有效去除模拟污染土壤样品及现场土壤样品中的苯酚，洗脱率为93.97%。
第三章 实验数据分析 ..........................................37-44
3.1 预实验数据分析......................................... 37-39
3.1.1 水土比对土壤苯酚提取率的影响......................................... 37
3.1.2 超声功率对土壤苯酚影响 .........................................37-38
3.1.3 超声时间对土壤苯酚影响 .........................................38
3.1.4 超声温度对土壤苯酚影响 .........................................38-39
3.2 均匀设计实验数据分析 .........................................39-41
3.2.1 均匀设计实验结果及分析......................................... 39-40
3.2.2 验证实验结果及分析......................................... 40-41
3.3 解吸动力学实验结果及分析......................................... 41-42
3.4 浸提液Fenton氧化处理实验结果及分析 .........................................42-44
第四章联用法治理土壤中苯酚污染物的应用......................................... 44-51
4.1 超声处理设备的设计......................................... 44-46
4.1.1 超声设备的设计 .........................................44-45
4.1.2 超声设备换能器的选择 .........................................45-46
4.2 Fenton氧化容器的设计 .........................................46-47
4.3治理土壤中苯酚污染物流程图 .........................................47-49
4.4治理土壤中苯酚污染物概预算......................................... 49-51
4.4.1 设备具体单价及成本核算......................................... 49-50
4.4.2 运营费用估算......................................... 50-51
第五章 结论及存在问题......................................... 51-54
5.1 结论 .........................................51-52
5.2 问题.........................................53
结论
本文通过对苯酚的性质、在环境中行为的研究、以及苯酚污染修复技术等研究现状的综述，结合超声浸提会加速固相中的物质会被液相提取的特性，确定以研究土壤苯酚的测试方法、在超声协助下土壤苯酚的水浸提过程、解吸动力学过程、超声浸提液的水处理过程以及所选方法在实际中的应用等作为主要，通过大量实验室实验和数据分析整理、咨询相关领域的专业人士，得到如下几点结论:在土壤苯酚的测试方法研究方面，通过总结文献中分离土壤苯酚的方法和条件，结合实验室的验证及改进，得到了用蒸馏法直接分离土壤中苯酚。苯酚的测试除了常规的显色法外还有色谱法，但都有其缺陷，而毛细管电泳仪(CE)可以克服这些缺陷，能快捷、准确的测试以水相作为介质的苯酚。
通过优化测试条件，得到测试苯酚的最优条件为:柱温25℃、3ommol/LKZHPO4+o.smmolz盯认B(pH=10)运行缓冲溶液、检测波长206nm、ZokV运行电压、负电压模式、0.SPsi压力进样s条件下，苯酚在4.200到4.400min内出峰，迁移时间和峰面积的相对标准偏差为011%、025%，检出限(3Sb/sx)，折合成土样中的检测限为。.25mg/kg。本方法应用于土样中苯酚的测定时，其相对标准偏差1.72%，回收率为98.4%。在土壤苯酚超声浸提的研究方面，主要考察了浸提的影响因素，以及各因素的影响水平，通过实验，优化出浸提影响因素的最佳水平。
为科学的找出最优条件，在实验设计上采用了均匀设计法对实验进行设计，其不同于传统的单因素实验之处在于考虑了实验各因素的交互作用。均匀设计法的优势在于用最少的实验次数找到最佳的条件，但是它对实验因素的设计和各因素水平的设计要求严格，倘若因素过多或者过少、水平过窄或者过宽，都会导致实验模型建立失败，得不到准确的预测结果。在因素的选择上，通过参照大量超声浸提研究的文献，总结出了需要考虑的因素有水土比、超声时间、超声温度、超声功率四个因素;在因素水平的选择上，由于相关文献比较少，只能采用通过单因素实验先找出该方法下的最优条件，并围绕这一最优条件，设置均匀设计法中各因素的水平。通过单一因素法的预实验和均匀设计实验，在回归分析建立模型后，预测在水土比9:1、超声时间41币n、超声温度30℃、超声功率500w的条件下苯酚的提取率最高，在该条件卜做验证实验，得到苯酚的提取率为91.25%，跟预测值相一致，土壤处理后苯酚和挥发酚的残留率分别为7.74%和8.83%，达到预期效果。