第３８卷 第４期 华 侨 学 学 报 （ 然 科 学 版 ） Ｖｏｌ．３８ Ｎｏ．４
２０１７年７月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕａｑｉａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ｊｕｌ．２０１７
犱狅犻：１０．１１８３０／ＩＳＳＮ．１０００５０１３．２０１７０４００４
复合型高锰酸钾缓释体原位修复
土壤中三氯乙烯中试实验
刘春骁１２李云琴３周真明１２李飞１２邹景１２苑宝玲１２
（１．华侨学 土木工程学院福建 厦门 ３６１０２１
２．华侨学 市政环境工程研究福建 厦门 ３６１０２１
３．福州学 环境资源学院福建 福州 ３５０１０８）
摘： 采熔化成型法环境友型材料石蜡硅砂复合材料制备复合型高锰酸钾缓释体（ＣＲＰＣｓ）．
制备缓释体渗透反应墙（ＰＲＢ）通型砂槽实验较缓释体反应墙中横竖直放置高锰酸钾
传质影响通中试砂槽实验研究连续进水条件缓释体行水流垂直水流方三氯乙
烯（ＴＣＥ）效果．结果表明：横放置垂直放置更利复合型高锰酸钾缓释体中活性组分土壤中
均匀传质横放置渗透反应器中行水流 ＴＣＥ 效果稍垂直水流行水流
垂直水流放置终出水均未检出 ＴＣＥ．通２５ｄ连续进水实验发现：取样点效果均维持高
率说明复合型高锰酸钾缓释剂效土壤中 ＴＣＥ污染．
关键词： 三氯乙烯高锰酸钾渗透反应墙氯代烃控制释放土壤
中图分类号： Ｘ５２４ 文献标志码： Ａ 文章编号： １０００５０１３（２０１７）０４０４５７０７
犘犻犾狅狋犛犮犪犾犲犐狀犛犻狋狌犚犲犿犲犱犻犪狋犻狅狀狅犳犜犆犈犻狀犛狅犻犾犫狔
犆狅狀狋狉狅犾犾犲犱犚犲犾犲犪狊犲犘狅狋犪狊狊犻狌犿犘犲狉犿犪狀犵犪狀犪狋犲犆狅犿狆狅狊犻狋犲狊
ＬＩＵＣｈｕｎｘｉａｏ１２ＬＩＹｕｎｑｉｎ３ＺＨＯＵＺｈｅｎｍｉｎｇ１２
ＬＩＦｅｉ１２ＺＯＵＪｉｎｇ１２ＹＵＡＮＢａｏｌｉｎｇ１２
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＨｕａｑｉａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＸｉａｍｅｎ３６１０２１Ｃｈｉｎａ
２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｕｎｉｃｉｐｌｅａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＨｕａｑｉａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＸｉａｍｅｎ３６１０２１Ｃｈｉｎａ
３．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｕｚｈｏｕ３５０１０８Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋： Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅｌｅａｓｅｐｏｔａｓｓｉｕｍｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ（ＣＲＰＣｓ）ｍｉｘｅｄｗｉｔｈｐａｒａｆｆｉｎａｎｄｓｉｌｉｃａ
ｓａｎｄｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｍｅｌｔｉｎｇａｎｄｃｏｏｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．ＣＲＰＣｓｗｅｒｅｕｓｅｄｉｎｐｅｒｍｅａｂｌｅｒｅａｃｔｉｖｅｂａｒｒｉｅｒ（ＰＲＢ）ａｎｄ
ｔｈｅｅｍｐｌａｃｅｗａｙｓｏｆＣＲＰＣｓｉｎｐｅｒｍｅａｂｌｅｒｅａｃｔｉｖｅｂａｒｒｉｅｒｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ：
ＣＲＰＣｓｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｏｕｌｄｆａｃｉｌｉｔａｔｅＫＭｎＯ４ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｍｏｒｅｅｖｅｎｌｙｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｖｅｒｔｉｃａｌｐｌａｃｅ
ｍｅｎｔ．ＩｎＰＲＢｗｉｔｈｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆＣＲＰＣｓｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＴＣＥ）ｉｓｄｅｇｒａｄｅｄｍｏｒｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎ
ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｉｎｆｌｕｅｎｔｔｈａｎｔｈａｔｉｎｖｅｒｔｉｃａｌｉｎｆｌｕｅｎｔｈｏｗｅｖｅｒＴＣＥｉｎｅｆｆｌｕｅｎｔｄｏｅｓｎ′ｔｄｅｔｅｃｔｅｄｉｎｂｏｔｈｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ
ａｎｄｖｅｒｔｉｃａｌｉｎｆｌｕｅｎｔ．Ａｆｔｅｒｒｕｎｎｉｎｇ２５ｄａｙｓＴＣＥｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ＞９９％ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔＣＲＰＣｓｏｂ
ｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃｏｕｌｄｂｅａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｏｆＴＣＥｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｉｎｓｏｉｌｗｉｔｈｅａｓｙｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄ
ｌｏｗｃｏｓｔ．
收稿日期： ２０１７０２１６
通信作者： 苑宝玲（１９７３）女教授博士事水污染控制新技术研究．Ｅｍａｉｌ：ｂｌｙｕａｎ＠ｈｑｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．
基金项目： 国家然科学基金面资助项目（５１６７８２５５）福建省科技计划外合作重点资助项目（２０１４Ｉ００１３）
万方数
犺狋狋狆：∥狑狑狑．犺犱狓犫．犺狇狌．犲犱狌．犮狀
犓犲狔狑狅狉犱狊： ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅｐｏｔａｓｓｉｕｍｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅｐｅｒｍｅａｂｌｅｒｅａｃｔｉｏｎｂａｒｒｉｅｒｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ
ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅｌｅａｓｅｓｏｉｌ
三氯乙烯（ＴＣＥ）普遍应合理处理导致严重污染土壤水环境已成
广泛污染物．原位化学氧化法效处理土壤水中 ＴＣＥ污染物种重方法［１２］．常
氧化剂氧化氢［３］Ｆｅｎｔｏｎ试剂［４］臭氧［５］高锰酸钾［６］等中高锰酸钾常具工程
应价值氧化剂［７８］． 高 锰 酸钾 修复 ＴＣＥ 污染 次性投 加高锰 酸钾高 锰酸 钾 传 输达
ＴＣＥ相程中会选择性土壤水体中原性物质反应少部分氧化剂真正
目标污染物 ＴＣＥ反应氧化剂利效率低影响 ＴＣＥ污染修复效果［９１１］．开发缓释型高锰
酸钾减少选择性消耗持久效释放高锰酸钾成研究目标．已开发高锰酸
钾缓释剂负载型包覆型复合型高锰酸钾缓释剂．负载型缓释剂制备简单缓释效果差缓释程
控［１２］包覆型高锰酸钾然缓释效果持久制备工艺复杂制备成品组分重复性差适合
量生产［１３１４］．秋生等［１５］开发复合型缓释剂综合负载型包覆型高锰酸钾缓释剂优点实现
缓释剂控制备规模生产持久释放实际工程应研究未深入开展．文设计砂槽反
应器进行室动态模拟实验复合型高锰酸钾缓释体放置渗透反应墙研究污染持续动态情况复
合型高锰酸钾缓释体土壤中均匀传质高锰酸钾缓释土壤中 ＴＣＥ效果．
１ 材料方法
１．１ 实验药品仪器
实验制复合型高锰酸钾缓释体（犇×犔＝１．４ｃｍ×１５．０ｃｍ含１３．２ｇＫＭｎＯ４）［１５］三氯乙烯
（ＴＣＥ）分 析 纯 （天 津 市 致 远 化 学 试 剂 限 公 司）ＩＫＡ ＲＷ２０ＤＳ２５ 型 搅 拌 器 （德 国 ＩＫＡ 公 司）
ＹＺ１５１５Ｘ 型蠕动泵（河北保定兰格恒流泵限公司）Ｓｐｅｃｔｒｕｍｌａｂ５３型紫外见分光光度计（海棱
光技术限公司）ＬＣ１０Ａ 型高效液相色谱仪（日岛津公司）万电炉．
１．２ 中试反应砂槽设计
实验选垂直二维矩形弥散槽研究 ＴＣＥ 含水层中重力分异复合型高锰酸钾缓释体
ＴＣＥ影响．垂直二维矩形弥散槽选择应遵循６点原：１）弥散槽长宽足够模拟维
水流２）弥散槽长宽太保证试验定时间完成３）毒性相化学试
剂砂土减试验环境试验员影响４）观测孔间距确定土层性质空间变化
准５）收集土样做水质分析土样分析影响试验水流流６）精确控制边界条件初始
条件包括两头水位．根述原设计垂直二维矩形弥散砂槽图１示．
图１ 砂槽反应器模型图
Ｆｉｇ．１ Ｓａｎｄｔａｎｋｒｅａｃｔｏｒｍｏｄｅｌ
１．３ 反应砂槽装置参数
反应槽总长度１４０ｃｍ宽４０ｃｍ高４５ｃｍ材质普通玻璃整反应槽分５功区．
８５４ 华 侨 学 学 报 （ 然 科 学 版） ２０１７年
万方数
犺狋狋狆：∥狑狑狑．犺犱狓犫．犺狇狌．犲犱狌．犮狀
１）Ⅰ区进水池尺寸１０ｃｍ×４０ｃｍ×４５ｃｍ．
２）Ⅱ区模拟含水层污染区尺寸２０ｃｍ×４０ｃｍ×４５ｃｍ４０～７０目硅砂填充填充高度
３５ｃｍ．
３）Ⅲ区渗透反应墙（ＰＲＢ）尺寸４ｃｍ×４０ｃｍ×４５ｃｍ材质亚克力板两侧壁１６直
径８ｍｍ 孔洞．整 ＰＲＢ抽出式更换缓释体操作简单方便解决 ＰＲＢ失效时难更
换活性介质问题．
４）Ⅳ区砂土区尺寸９６ｃｍ×４０ｃｍ×４５ｃｍ４０～７０目硅砂装填装填高度３５ｃｍ该
区高锰酸钾活性组分污染物充分反应区．Ⅳ区距离 ＰＲＢ分２０４０６０８０ｃｍ 方放
４排取样井排３口取样井等距离分布总计１２．取样井３根直径１７ｍｍ壁厚１
ｍｍ ＰＶＣ组合成埋深分９１８２７ｃｍ．ＰＶＣ 底部１００目锈钢网包裹防止砂
粒进入监测孔中影响监测孔正常工作．区间隔板隔开隔板板面孔罩１００目
钢丝网阻挡泥砂水流渗．减少 ＴＣＥ 溶液反应槽中光分解挥发造成损
失进水端出水端牛皮纸包住避光水面放置泡沫密封砂子表面铺设塑料薄膜减
少 ＴＣＥ挥发．
５）Ⅴ区出水池尺寸１０ｃｍ×４０ｃｍ×４５ｃｍ．
１．４ 犘犚犅中横放置复合型高锰酸钾缓释体 犜犆犈
减少进水 ＴＣＥ溶液挥发选择线稀释高质量浓度 ＴＣＥ 方法配制进水 ＴＣＥ 溶液．先
ＴＣＥ溶液通入砂槽数天直反应槽中砂子达吸附饱反应槽继续连续进水运行７ｄ直反应
槽进水池 ＴＣＥ质量浓度维持１．０～３．５ｍｇ·Ｌ－１间第８天起移动装横放置复合型
高锰酸钾缓释体 ＰＲＢ放入槽中渗透反应墙填充２１６７．８ｇ复合型高锰酸钾缓释体中含
６１９．４ｇ高锰酸钾．恒流泵控制进水流量２５ｍＬ·ｍｉｎ－１连续进水隔２４ｈ分进水点１５
取样点出水点取样次．
采高效液相色谱仪（ＴｈｅｍＣ１８４．６ｍｍ×２５０．０ｍｍ 色谱柱直径５μｍＬ２４５５二极阵列检测
器流动相（体积）乙腈∶超纯水＝７０∶３０流速１ｍＬ·ｍｉｎ－１柱温２５℃）测定点 ＴＣＥ质
量浓度分光光度法监测 ＰＲＢ检测点高锰酸钾质量浓度．
２ 结果讨
２．１ 进水方式确定
根 ＵＳＥＰＡ 现场治理资料知少数场土壤中 ＴＣＥ 质量浓度高达升百毫克外部
图２ 相横截面深度 ＴＣＥ质量浓度变化
Ｆｉｇ．２ ＣｈａｎｇｅｉｎＴＣＥｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｐｔｈｓｏｆｓａｍｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎ
分场 ＴＣＥ 质量 浓 度 升 毫克
．实验采线稀释方法配置
进水 ＴＣＥ 溶液．首先配成高质量浓度
ＴＣＥ储备 液 两 台 蠕 动 泵 进 水 池 输
水．台蠕动泵 ５ ｍＬ·ｍｉｎ－１ 流速输
送 ＴＣＥ 储备液台 ２０ ｍＬ·ｍｉｎ－１
流速输送水．通进 水池 搅 拌器
两种溶液混合均匀时监测反应槽Ⅱ区
１＃２＃３＃深度 ＴＣＥ 质量浓度
（ρ（ＴＣＥ））变化图２示．
图 ２ 知：种进水方式基 形成
质量浓度较 接 实 际 均质 ＴＣＥ 污染
区域深度 ＴＣＥ 质量浓度基稳定
２ｍｇ·Ｌ－１左右．通出水端出水口保
持定水头控制反应槽７１．４ｃｍ·ｄ－１水
９５４第４期 刘春骁等：复合型高锰酸钾缓释体原位修复土壤中三氯乙烯中试实验
万方数
犺狋狋狆：∥狑狑狑．犺犱狓犫．犺狇狌．犲犱狌．犮狀
流速度水流流反应槽时间需约２ｄ保证高锰酸钾 ＴＣＥ充分接触时间．
２．２ 犘犚犅中缓释体放置方式 犕狀犗－
４ 传质影响
氧化剂污染物接触问题影响 ＴＣＥ 效率关键问题．根 Ｌｅｅ等［８］研究表明
ＭｎＯ－
４ 缺少横传递导致 ＴＣＥ足够停留时间达完全效果．实验较缓
释体渗透反应墙中横放置垂直放置两种方式高锰酸钾传质影响确定中试反应砂
槽实验中缓释体放置方式图３示．
（ａ）横放置 （ｂ）垂直放置
图３ ＣＲＰＣｓ放置方式示意图
Ｆｉｇ．３ ＤｉａｇｒａｍｓｏｆＣＲＰＣｓｓｅｔｕｐ
减少工程量该部分槽式实验装置中试模型缩槽式实验装置材料普通玻璃外槽尺寸
（长×宽×高＝５０ｃｍ×２０ｃｍ×２０ｃｍ）槽尺寸（长×宽×高＝４０ｃｍ×２０ｃｍ×２０ｃｍ）硅砂槽装
满．槽前分设１进水池１出水池池尺寸（长×宽×高＝５ｃｍ×２０ｃｍ×２０ｃｍ）
１００目锈钢筛网阻隔砂子进入进出水池．然距离进水池１５ｃｍ 处放置４条复合高锰酸钾缓释
条（条质量５４ｇ中高锰酸钾质量１５．４ｇ犇×犔＝１．４ｃｍ×１５．０ｃｍ）．距离释放带间隔６
ｃｍ 设置３组埋深监测井组齐２监测井间隔７ｃｍ中轴线称分布．监测井
设置３埋深（犺）分４９１４ｃｍ 子．
通蠕动泵进水控制流量１０ｍＬ·ｍｉｎ－１定时 Ｈ１Ｈ１′Ｈ２Ｈ２′Ｈ３Ｈ３′深度
（４９１４ｃｍ）１８取样点吸取水样紫外分光光度计进行现场分析检测．垂直放置方式取样方式
．Ｈ１ Ｈ１′距离复合型高锰酸钾缓释体投放带６ｃｍ 处两行监测井Ｈ２ Ｈ２′Ｈ３
Ｈ３′分距离复合型高锰酸钾缓释体投放带１２１８ｃｍ 处两行监测井（Ｖ 系列理）．监测缓释
体放置方式氧化剂扩散影响评价着水流动相水距离深度氧化剂
扩散行．横放置垂直放置 ＭｎＯ－
４ 传质影响结果图４示．图４中：ρ（ＭｎＯ－
４ ）高锰酸钾
质量浓度犺监测井深度狊缓释体投放带距离．
（ａ）横放置 （ｂ）垂直放置
图４ 放置条件 ＭｎＯ－
４ 传质影响
Ｆｉｇ．４ ＥｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｅｔｕｐｏｎｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｏｆＭｎＯ－
４
图４（ａ）知：距离缓释体投放带６ｃｍ 两行监测井 Ｈ１Ｈ１′深度高锰酸钾质量
浓度着时间释放传质规律相似深度质量浓度变化规律相似释放出活性组
０６４ 华 侨 学 学 报 （ 然 科 学 版） ２０１７年
万方数
犺狋狋狆：∥狑狑狑．犺犱狓犫．犺狇狌．犲犱狌．犮狀
分———高锰酸钾质量浓度值相．说明横放置缓释体保证 ＫＭｎＯ４ 均匀扩散．距离缓
释体投放带１２１８ｃｍ 两组行监测井中高锰酸钾质量浓度深度着时间变化规律
深度缓释体释放质量浓度变化规律相着距离缓释体投放带距离增加距离缓释
体投放带１８ｃｍ 两组行监测井中高锰酸钾深度两行监测井质量浓度监测
井中监测深度监测高锰酸钾质量浓度基维持３０ｍｇ·Ｌ－１左右．说明着水流方
横放置缓释体更利缓释体均匀传质．
图４（ｂ） 知：距 离 缓 释体投 放带 相 距离两 行 监 测 井 （Ｖ１ Ｖ１′Ｖ２ Ｖ２′Ｖ３
Ｖ３′）深度（４９１４ｃｍ）时高锰酸钾质量浓度差．特 Ｖ１ Ｖ１′监测井群 Ｖ１′
监测井４ｃｍ 深度高锰酸钾质量浓度达４００ｍｇ·Ｌ－１ Ｖ１监测井深度高锰酸钾质量浓
度１７ｍｇ·Ｌ－１监测井（Ｖ１）深度（４９１４ｃｍ）高锰酸钾质量浓度升毫克变化
３５０ｍｇ·Ｌ－１差明显．说明垂直放置缓释体利释放高锰酸钾均匀传质．
综合横放置垂直放置高锰酸钾释放质量浓度监测结果证明缓释体横放置更
够高锰酸钾断面均匀扩散利高锰酸钾溶液污染物接触解决垂直放置造
成高锰酸钾缺乏横扩散引起 ＴＣＥ效率低难题．续 ＰＲＢ中复合型高锰酸钾缓释体
ＴＣＥ研究均采横放置方式．
２．３ 犘犚犅中复合型高锰酸钾缓释体 犜犆犈
水流方取样点取样深度 ＴＣＥ质量浓度变化历时曲线图５示．水流方
取样点深度缓释体释放 ＫＭｎＯ４ 质量浓度变化图６示．
（ａ）垂直水流方 （ｂ）行水流方
图５ 取样点取样深度 ＴＣＥ质量浓度变化曲线
Ｆｉｇ．５ ＴＣＥｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓａｍｐｌｉｎｇｐｏｉｎｔｓａｎｄｓａｍｐｌｉｎｇｄｅｐｔｈｓ
（ａ）垂直水流方 （ｂ）行水流方
图６ 取样点取样深度缓释体释放 ＫＭｎＯ４ 质量浓度变化
Ｆｉｇ．６ ＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＫＭｎＯ４ｒｅｌｅａｓｅｄｆｒｏｍｓｌｏｗｒｅｌｅａｓｅｂｏｄｙａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓａｍｐｌｉｎｇｐｏｉｎｔｓａｎｄｓａｍｐｌｉｎｇｄｅｐｔｈ
图５（ａ）知：距离缓释体投放带２０ｃｍ ３行井４＃５＃６＃ ＴＣＥ 效果整体趋
势时间延长逐渐增加深度监测井中 ＴＣＥ 质量浓度深度增加降低２７
ｃｍ 埋深处 ＴＣＥ基完全．
１６４第４期 刘春骁等：复合型高锰酸钾缓释体原位修复土壤中三氯乙烯中试实验
万方数
犺狋狋狆：∥狑狑狑．犺犱狓犫．犺狇狌．犲犱狌．犮狀
图５（ｂ）知：行水流方取样点 ＴＣＥ 深度ＴＣＥ 距离
ＰＲＢ远没关系表现出相率．ＴＣＥ 率深度增加增加尤
２７ｃｍ 深度达完全 ＴＣＥ效果．２５ｄ连续实验发现取样点 ＴＣＥ 均达
完全效果．见复合型高锰酸钾缓释体土壤中 ＴＣＥ．
图６（ａ）知：高锰酸钾质量浓度时间变化规律致质量浓度值相．高锰酸钾溶液
重水相液体监测井高锰酸钾质量浓度着深度增加增加．２７ｃｍ 深度高锰酸钾质
量浓度时间变化规律先增减少稳定质量浓度．结合 ＴＣＥ 高锰酸钾
释放知高锰酸钾质量浓度越ＴＣＥ 效果越２７ｃｍ 深度 ＫＭｎＯ４ 质量浓度
应 ＴＣＥ效果．深度行监测井深度高锰酸钾质量浓度变化规律
致结果证明横放置缓释体形成高锰酸钾均匀传质实现 ＴＣＥ高效．
图６（ｂ）知：行水流方４取样井深度高锰酸钾质量浓度变化规律相似．说
明横放置缓释体利高锰酸钾活性组分均质扩散．深度着离 ＰＲＢ反应墙距离增
高锰酸钾质量浓度逐渐减少 ＫＭｎＯ４ 水流方迁移程中逐渐反应砂槽中
原性物质消耗深度高锰酸钾质量浓度着深度增加增加高锰酸钾作
重水相液体聚集迁移趋势．２７ｃｍ 深度高锰酸钾质量浓度历先增减保
持质量浓度变化规律说明高锰酸钾迁移特性．高锰酸钾深度聚集
深度 ＴＣＥ效果述 ＴＣＥ方效果佳原相吻合．
２．４ 出水 犜犆犈质量浓度狆犎 值变化
反应砂槽开始运行连续监测反应槽中出水 ＴＣＥ 质量浓度进出水 ｐＨ 值变化结果图
７８示．图７知：出水 ＴＣＥ质量浓度第１天第７天逐渐增加然降第８天投放复合型
高锰酸钾缓释体ＴＣＥ质量浓度显著降低第１０天达完全连续运行３５ｄ均未检出
ＴＣＥ．说明复合型高锰酸钾缓释体持续效修复土壤中 ＴＣＥ污染．
图８知： ＰＲＢ复合高锰酸钾缓释体原位修复土壤中 ＴＣＥ 反应前水溶液 ｐＨ 值没
发生变化稳定７．５～８．５间说明该修复技术土壤ｐＨ 值会产生影响．
图７ 反应槽出水 ＴＣＥ质量浓度变化曲线 图８ 反应槽进出水ｐＨ 值变化曲线
Ｆｉｇ．７ ＴＣＥｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔａｎｋｅｆｆｌｕｅｎｔ Ｆｉｇ．８ ｐＨｖａｌｕｅｃｕｒｖｅｏｆｉｎｆｌｕｅｎｔｔａｎｋ
３ 结
设计矩形反应槽模拟维水流控制释放高锰酸钾技术渗透反应墙技术相结合应原
位土壤水模拟修复３点结．
１）通考察渗透反应墙中缓释体放置方式发现缓释体横放置更利高锰酸钾均匀扩
散增加高锰酸钾溶液污染物接触解决高锰酸钾缺乏横扩散引起 ＴＣＥ 效率低
问题．
２）通横放置复合型高锰酸钾缓释体原位 ＴＣＥ 效果发现水流行方
水流垂直方均实现 ＴＣＥ完全．证明横放置缓释体实现高锰酸
２６４ 华 侨 学 学 报 （ 然 科 学 版） ２０１７年
万方数
犺狋狋狆：∥狑狑狑．犺犱狓犫．犺狇狌．犲犱狌．犮狀
钾活性组分均质分布利全方位 ＴＣＥ．
３）通２５ｄ连续进水实验发现取样点均未检出 ＴＣＥ．见复合型高锰酸钾缓释体
ＰＲＢ技术实现缓释剂持续释放释放缓释剂持久 ＴＣＥ效果．
参考文献：
［１］ ＨＲＡＰＯＶＩＣＬＳＬＥＥＰＢＥＭＡＪＯＲ ＤＪ．Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙｓｔｕｄｙｏｆｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｅｎｅｂｙｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎ
ｆｅｌｌｏｗｅｄｂｙｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＥｎｖｉｏｎＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌ２００５３９（８）：２８８８２８９７．
［２］ ＴＳＡＩＴＴＫＡＯＣ ＭＹＥＨ Ｔ Ｙ犲狋犪犾．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｔａｎｔｅｎｈａｎｃｅｄｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅｏｘｉｄａｔｉｏｎａｎｄｂｉｄｅｇｒａｄａ
ｔｉｏｎｏｆｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅｉｎｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ［Ｊ］．ＪＨａｚａｒｄＭａｔｅｒ２００９１６１（１）：１１１１１９．
［３］ ＧＡＴＥＳＤＤＳＩＥＧＲＩＳＴＲＬ．Ｉｎｓｉｔｕｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅｕｓｉｎｇｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅ［Ｊ］．ＪＥｎｖｉｒｏｎ
Ｅｎｇ１９９５１２１（９）：６３９６４４．
［４］ ＤＡＶＩＥ Ｍ ＧＣＨＥＮＧ Ｈ ＦＨＯＰＫＩＮＳＧＤ犲狋犪犾．Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｆｏｒｒｅｍｅｄｉａｔｉｎｇＴＣＥｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎＳｃｉＴｅｃｈ２００８４２（２３）：８９０８８９１５．
［５］ ＮＥＬＳＯＮＣ ＨＢＲＯＷＮ Ｒ Ａ．Ａｄａｐｔｉｎｇｏｚｏｎａｔｉｏｎｆｏｒｓｏｉｌａｎｄｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｃｌｅａｎｕｐ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ Ｅｎｇ１９９４（Ｓ１）：
ＥＥ１８ＥＥ２４．
［６］ 吴嘉怡蔡信德靖元孝等．高锰酸钾氧化砂壤土中三氯乙烯试验研究［Ｊ］．中国环境科学２０１１３１（５）：８１０
８１４．
［７］ ＧＡＴＥＳＤＤＳＩＥＧＲＩＳＴＲＬＣＬＩＮＥＳＲ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｐｏｔａｓｓｉｕｍｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅａｓｃｈｅｍｉ
ｃａｌｏｘｉｄａｎｔｓｆｏｒｏｒｇａｎｉｃａｌｌｙｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌｓ［Ｊ］．ＪＥｎｖｉｒｏｎＥｎｇ２００１１２７（４）：３３７３４７．
［８］ ＬＥＥＥＳＷＯＯＢＮＣＳＣＨＷＡＲＴＺＦ Ｗ犲狋犪犾．ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅｌｅａｓｅＫＭｎＯ４（ＣＲＰ）ｂａｒｒｉｅｒｓｙｓｔｅｍ
ｆｏｒｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ：Ａｐｉｌｏｔｓｃａｌｅｆｌｏｗｔａｎｋｓｔｕｄｙ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｏｓｐｈｅｒｅ２００８７１（５）：９０２９１０．
［９］ ＭＩＣＨＡＥＬＡ ＵＲＯＢＥＲＴＬＳ．ＩｎｔｅｒｐｈａｓｅｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｄｕｒｉｎｇｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆＴＣＥＤＮＡＰＬｉｎａｎａｑｕｅｏｕｓ
ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＪＣｏｎｔａｍ Ｈｙｄｒｏｌ２００５８０（３／４）：９３１０６．
［１０］ ＫＹＥＨＥＥＫＭＩＲＡＴＤＧ．ＲｅａｃｔｉｏｎｏｆｎｏｎａｑｕｅｏｕｓｐｈａｓｅＴＣＥｗｉｔｈｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅ［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌ２００５
３９（２３）：９３０３９３０８．
［１１］ ＫＡＯＣ ＭＨＵＡＮＧ ＫＤＷＡＮＧＪＹ犲狋犪犾．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｏｔａｓｓｉｕｍｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅａｓａｎｏｘｉｄａｎｔｆｏｒｉｎｓｉｔｕｏｘｉ
ｄａｔｉｏｎｏｆｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ：Ａｌａｂｏｒａｔｏｒｙａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｓｓｔｕｄｙ［Ｊ］．ＪＨａｚａｒｄ Ｍａｔｅｒ２００８
１５３（３）：９１９９２７．
［１２］ 苑宝玲施肖亮汤新等．负载型高铁酸盐缓释剂制备研究［Ｊ］．高技术通讯２００５１５（１２）：７９８３．
［１３］ ＹＵＡＮＢＬＣＨＥＮ Ｙ ＭＦＵ Ｍ Ｌ．Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＴＣＥ）ｂｙｃｏｎ
ｔｒｏｌｌｅｄｒｅｌｅａｓｅｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅ（ＣＲＰ）ｏｘｉｄａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｈｅｍＥｎｇＪ２０１２１９２（２）：２７６２８３．
［１４］ ＫＡＮＧ ＮＨＵＡＩＲＡＯＰＳＣ．Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｐｏｔａｓｓｉｕｍｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅｆｏｒｓｕｓ
ｔａｉｎｅｄｒｅｌｅａｓｅａｓａｎｉｎｓｉｔｕｏｘｉｄａｎｔ［Ｊ］．ＩｎｄＥｎｇＣｈｅｍ Ｒｅｓ２００４４３（１７）：５１８７５１９．
［１５］ 秋生苑宝玲李飞等．复合型高锰酸钾缓释体制备缓释性研究［Ｊ］．环境科学学报２０１３３３（５）：１２４９
１２５５．
（责编辑：黄仲 英文审校：方德）
３６４第４期 刘春骁等：复合型高锰酸钾缓释体原位修复土壤中三氯乙烯中试实验
万方数
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２０１７年７月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕａｑｉａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ｊｕｌ．２０１７
犱狅犻：１０．１１８３０／ＩＳＳＮ．１０００５０１３．２０１７０４００４
复合型高锰酸钾缓释体原位修复
土壤中三氯乙烯中试实验
刘春骁１２李云琴３周真明１２李飞１２邹景１２苑宝玲１２
（１．华侨学 土木工程学院福建 厦门 ３６１０２１
２．华侨学 市政环境工程研究福建 厦门 ３６１０２１
３．福州学 环境资源学院福建 福州 ３５０１０８）
摘： 采熔化成型法环境友型材料石蜡硅砂复合材料制备复合型高锰酸钾缓释体（ＣＲＰＣｓ）．
制备缓释体渗透反应墙（ＰＲＢ）通型砂槽实验较缓释体反应墙中横竖直放置高锰酸钾
传质影响通中试砂槽实验研究连续进水条件缓释体行水流垂直水流方三氯乙
烯（ＴＣＥ）效果．结果表明：横放置垂直放置更利复合型高锰酸钾缓释体中活性组分土壤中
均匀传质横放置渗透反应器中行水流 ＴＣＥ 效果稍垂直水流行水流
垂直水流放置终出水均未检出 ＴＣＥ．通２５ｄ连续进水实验发现：取样点效果均维持高
率说明复合型高锰酸钾缓释剂效土壤中 ＴＣＥ污染．
关键词： 三氯乙烯高锰酸钾渗透反应墙氯代烃控制释放土壤
中图分类号： Ｘ５２４ 文献标志码： Ａ 文章编号： １０００５０１３（２０１７）０４０４５７０７
犘犻犾狅狋犛犮犪犾犲犐狀犛犻狋狌犚犲犿犲犱犻犪狋犻狅狀狅犳犜犆犈犻狀犛狅犻犾犫狔
犆狅狀狋狉狅犾犾犲犱犚犲犾犲犪狊犲犘狅狋犪狊狊犻狌犿犘犲狉犿犪狀犵犪狀犪狋犲犆狅犿狆狅狊犻狋犲狊
ＬＩＵＣｈｕｎｘｉａｏ１２ＬＩＹｕｎｑｉｎ３ＺＨＯＵＺｈｅｎｍｉｎｇ１２
ＬＩＦｅｉ１２ＺＯＵＪｉｎｇ１２ＹＵＡＮＢａｏｌｉｎｇ１２
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＨｕａｑｉａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＸｉａｍｅｎ３６１０２１Ｃｈｉｎａ
２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｕｎｉｃｉｐｌｅａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＨｕａｑｉａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＸｉａｍｅｎ３６１０２１Ｃｈｉｎａ
３．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｕｚｈｏｕ３５０１０８Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋： Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅｌｅａｓｅｐｏｔａｓｓｉｕｍｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ（ＣＲＰＣｓ）ｍｉｘｅｄｗｉｔｈｐａｒａｆｆｉｎａｎｄｓｉｌｉｃａ
ｓａｎｄｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｍｅｌｔｉｎｇａｎｄｃｏｏｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．ＣＲＰＣｓｗｅｒｅｕｓｅｄｉｎｐｅｒｍｅａｂｌｅｒｅａｃｔｉｖｅｂａｒｒｉｅｒ（ＰＲＢ）ａｎｄ
ｔｈｅｅｍｐｌａｃｅｗａｙｓｏｆＣＲＰＣｓｉｎｐｅｒｍｅａｂｌｅｒｅａｃｔｉｖｅｂａｒｒｉｅｒｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ：
ＣＲＰＣｓｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｏｕｌｄｆａｃｉｌｉｔａｔｅＫＭｎＯ４ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｍｏｒｅｅｖｅｎｌｙｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｖｅｒｔｉｃａｌｐｌａｃｅ
ｍｅｎｔ．ＩｎＰＲＢｗｉｔｈｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆＣＲＰＣｓｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＴＣＥ）ｉｓｄｅｇｒａｄｅｄｍｏｒｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎ
ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｉｎｆｌｕｅｎｔｔｈａｎｔｈａｔｉｎｖｅｒｔｉｃａｌｉｎｆｌｕｅｎｔｈｏｗｅｖｅｒＴＣＥｉｎｅｆｆｌｕｅｎｔｄｏｅｓｎ′ｔｄｅｔｅｃｔｅｄｉｎｂｏｔｈｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ
ａｎｄｖｅｒｔｉｃａｌｉｎｆｌｕｅｎｔ．Ａｆｔｅｒｒｕｎｎｉｎｇ２５ｄａｙｓＴＣＥｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ＞９９％ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔＣＲＰＣｓｏｂ
ｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃｏｕｌｄｂｅａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｏｆＴＣＥｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｉｎｓｏｉｌｗｉｔｈｅａｓｙｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄ
ｌｏｗｃｏｓｔ．
收稿日期： ２０１７０２１６
通信作者： 苑宝玲（１９７３）女教授博士事水污染控制新技术研究．Ｅｍａｉｌ：ｂｌｙｕａｎ＠ｈｑｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．
基金项目： 国家然科学基金面资助项目（５１６７８２５５）福建省科技计划外合作重点资助项目（２０１４Ｉ００１３）
万方数
犺狋狋狆：∥狑狑狑．犺犱狓犫．犺狇狌．犲犱狌．犮狀
犓犲狔狑狅狉犱狊： ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅｐｏｔａｓｓｉｕｍｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅｐｅｒｍｅａｂｌｅｒｅａｃｔｉｏｎｂａｒｒｉｅｒｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ
ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅｌｅａｓｅｓｏｉｌ
三氯乙烯（ＴＣＥ）普遍应合理处理导致严重污染土壤水环境已成
广泛污染物．原位化学氧化法效处理土壤水中 ＴＣＥ污染物种重方法［１２］．常
氧化剂氧化氢［３］Ｆｅｎｔｏｎ试剂［４］臭氧［５］高锰酸钾［６］等中高锰酸钾常具工程
应价值氧化剂［７８］． 高 锰 酸钾 修复 ＴＣＥ 污染 次性投 加高锰 酸钾高 锰酸 钾 传 输达
ＴＣＥ相程中会选择性土壤水体中原性物质反应少部分氧化剂真正
目标污染物 ＴＣＥ反应氧化剂利效率低影响 ＴＣＥ污染修复效果［９１１］．开发缓释型高锰
酸钾减少选择性消耗持久效释放高锰酸钾成研究目标．已开发高锰酸
钾缓释剂负载型包覆型复合型高锰酸钾缓释剂．负载型缓释剂制备简单缓释效果差缓释程
控［１２］包覆型高锰酸钾然缓释效果持久制备工艺复杂制备成品组分重复性差适合
量生产［１３１４］．秋生等［１５］开发复合型缓释剂综合负载型包覆型高锰酸钾缓释剂优点实现
缓释剂控制备规模生产持久释放实际工程应研究未深入开展．文设计砂槽反
应器进行室动态模拟实验复合型高锰酸钾缓释体放置渗透反应墙研究污染持续动态情况复
合型高锰酸钾缓释体土壤中均匀传质高锰酸钾缓释土壤中 ＴＣＥ效果．
１ 材料方法
１．１ 实验药品仪器
实验制复合型高锰酸钾缓释体（犇×犔＝１．４ｃｍ×１５．０ｃｍ含１３．２ｇＫＭｎＯ４）［１５］三氯乙烯
（ＴＣＥ）分 析 纯 （天 津 市 致 远 化 学 试 剂 限 公 司）ＩＫＡ ＲＷ２０ＤＳ２５ 型 搅 拌 器 （德 国 ＩＫＡ 公 司）
ＹＺ１５１５Ｘ 型蠕动泵（河北保定兰格恒流泵限公司）Ｓｐｅｃｔｒｕｍｌａｂ５３型紫外见分光光度计（海棱
光技术限公司）ＬＣ１０Ａ 型高效液相色谱仪（日岛津公司）万电炉．
１．２ 中试反应砂槽设计
实验选垂直二维矩形弥散槽研究 ＴＣＥ 含水层中重力分异复合型高锰酸钾缓释体
ＴＣＥ影响．垂直二维矩形弥散槽选择应遵循６点原：１）弥散槽长宽足够模拟维
水流２）弥散槽长宽太保证试验定时间完成３）毒性相化学试
剂砂土减试验环境试验员影响４）观测孔间距确定土层性质空间变化
准５）收集土样做水质分析土样分析影响试验水流流６）精确控制边界条件初始
条件包括两头水位．根述原设计垂直二维矩形弥散砂槽图１示．
图１ 砂槽反应器模型图
Ｆｉｇ．１ Ｓａｎｄｔａｎｋｒｅａｃｔｏｒｍｏｄｅｌ
１．３ 反应砂槽装置参数
反应槽总长度１４０ｃｍ宽４０ｃｍ高４５ｃｍ材质普通玻璃整反应槽分５功区．
８５４ 华 侨 学 学 报 （ 然 科 学 版） ２０１７年
万方数
犺狋狋狆：∥狑狑狑．犺犱狓犫．犺狇狌．犲犱狌．犮狀
１）Ⅰ区进水池尺寸１０ｃｍ×４０ｃｍ×４５ｃｍ．
２）Ⅱ区模拟含水层污染区尺寸２０ｃｍ×４０ｃｍ×４５ｃｍ４０～７０目硅砂填充填充高度
３５ｃｍ．
３）Ⅲ区渗透反应墙（ＰＲＢ）尺寸４ｃｍ×４０ｃｍ×４５ｃｍ材质亚克力板两侧壁１６直
径８ｍｍ 孔洞．整 ＰＲＢ抽出式更换缓释体操作简单方便解决 ＰＲＢ失效时难更
换活性介质问题．
４）Ⅳ区砂土区尺寸９６ｃｍ×４０ｃｍ×４５ｃｍ４０～７０目硅砂装填装填高度３５ｃｍ该
区高锰酸钾活性组分污染物充分反应区．Ⅳ区距离 ＰＲＢ分２０４０６０８０ｃｍ 方放
４排取样井排３口取样井等距离分布总计１２．取样井３根直径１７ｍｍ壁厚１
ｍｍ ＰＶＣ组合成埋深分９１８２７ｃｍ．ＰＶＣ 底部１００目锈钢网包裹防止砂
粒进入监测孔中影响监测孔正常工作．区间隔板隔开隔板板面孔罩１００目
钢丝网阻挡泥砂水流渗．减少 ＴＣＥ 溶液反应槽中光分解挥发造成损
失进水端出水端牛皮纸包住避光水面放置泡沫密封砂子表面铺设塑料薄膜减
少 ＴＣＥ挥发．
５）Ⅴ区出水池尺寸１０ｃｍ×４０ｃｍ×４５ｃｍ．
１．４ 犘犚犅中横放置复合型高锰酸钾缓释体 犜犆犈
减少进水 ＴＣＥ溶液挥发选择线稀释高质量浓度 ＴＣＥ 方法配制进水 ＴＣＥ 溶液．先
ＴＣＥ溶液通入砂槽数天直反应槽中砂子达吸附饱反应槽继续连续进水运行７ｄ直反应
槽进水池 ＴＣＥ质量浓度维持１．０～３．５ｍｇ·Ｌ－１间第８天起移动装横放置复合型
高锰酸钾缓释体 ＰＲＢ放入槽中渗透反应墙填充２１６７．８ｇ复合型高锰酸钾缓释体中含
６１９．４ｇ高锰酸钾．恒流泵控制进水流量２５ｍＬ·ｍｉｎ－１连续进水隔２４ｈ分进水点１５
取样点出水点取样次．
采高效液相色谱仪（ＴｈｅｍＣ１８４．６ｍｍ×２５０．０ｍｍ 色谱柱直径５μｍＬ２４５５二极阵列检测
器流动相（体积）乙腈∶超纯水＝７０∶３０流速１ｍＬ·ｍｉｎ－１柱温２５℃）测定点 ＴＣＥ质
量浓度分光光度法监测 ＰＲＢ检测点高锰酸钾质量浓度．
２ 结果讨
２．１ 进水方式确定
根 ＵＳＥＰＡ 现场治理资料知少数场土壤中 ＴＣＥ 质量浓度高达升百毫克外部
图２ 相横截面深度 ＴＣＥ质量浓度变化
Ｆｉｇ．２ ＣｈａｎｇｅｉｎＴＣＥｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｐｔｈｓｏｆｓａｍｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎ
分场 ＴＣＥ 质量 浓 度 升 毫克
．实验采线稀释方法配置
进水 ＴＣＥ 溶液．首先配成高质量浓度
ＴＣＥ储备 液 两 台 蠕 动 泵 进 水 池 输
水．台蠕动泵 ５ ｍＬ·ｍｉｎ－１ 流速输
送 ＴＣＥ 储备液台 ２０ ｍＬ·ｍｉｎ－１
流速输送水．通进 水池 搅 拌器
两种溶液混合均匀时监测反应槽Ⅱ区
１＃２＃３＃深度 ＴＣＥ 质量浓度
（ρ（ＴＣＥ））变化图２示．
图 ２ 知：种进水方式基 形成
质量浓度较 接 实 际 均质 ＴＣＥ 污染
区域深度 ＴＣＥ 质量浓度基稳定
２ｍｇ·Ｌ－１左右．通出水端出水口保
持定水头控制反应槽７１．４ｃｍ·ｄ－１水
９５４第４期 刘春骁等：复合型高锰酸钾缓释体原位修复土壤中三氯乙烯中试实验
万方数
犺狋狋狆：∥狑狑狑．犺犱狓犫．犺狇狌．犲犱狌．犮狀
流速度水流流反应槽时间需约２ｄ保证高锰酸钾 ＴＣＥ充分接触时间．
２．２ 犘犚犅中缓释体放置方式 犕狀犗－
４ 传质影响
氧化剂污染物接触问题影响 ＴＣＥ 效率关键问题．根 Ｌｅｅ等［８］研究表明
ＭｎＯ－
４ 缺少横传递导致 ＴＣＥ足够停留时间达完全效果．实验较缓
释体渗透反应墙中横放置垂直放置两种方式高锰酸钾传质影响确定中试反应砂
槽实验中缓释体放置方式图３示．
（ａ）横放置 （ｂ）垂直放置
图３ ＣＲＰＣｓ放置方式示意图
Ｆｉｇ．３ ＤｉａｇｒａｍｓｏｆＣＲＰＣｓｓｅｔｕｐ
减少工程量该部分槽式实验装置中试模型缩槽式实验装置材料普通玻璃外槽尺寸
（长×宽×高＝５０ｃｍ×２０ｃｍ×２０ｃｍ）槽尺寸（长×宽×高＝４０ｃｍ×２０ｃｍ×２０ｃｍ）硅砂槽装
满．槽前分设１进水池１出水池池尺寸（长×宽×高＝５ｃｍ×２０ｃｍ×２０ｃｍ）
１００目锈钢筛网阻隔砂子进入进出水池．然距离进水池１５ｃｍ 处放置４条复合高锰酸钾缓释
条（条质量５４ｇ中高锰酸钾质量１５．４ｇ犇×犔＝１．４ｃｍ×１５．０ｃｍ）．距离释放带间隔６
ｃｍ 设置３组埋深监测井组齐２监测井间隔７ｃｍ中轴线称分布．监测井
设置３埋深（犺）分４９１４ｃｍ 子．
通蠕动泵进水控制流量１０ｍＬ·ｍｉｎ－１定时 Ｈ１Ｈ１′Ｈ２Ｈ２′Ｈ３Ｈ３′深度
（４９１４ｃｍ）１８取样点吸取水样紫外分光光度计进行现场分析检测．垂直放置方式取样方式
．Ｈ１ Ｈ１′距离复合型高锰酸钾缓释体投放带６ｃｍ 处两行监测井Ｈ２ Ｈ２′Ｈ３
Ｈ３′分距离复合型高锰酸钾缓释体投放带１２１８ｃｍ 处两行监测井（Ｖ 系列理）．监测缓释
体放置方式氧化剂扩散影响评价着水流动相水距离深度氧化剂
扩散行．横放置垂直放置 ＭｎＯ－
４ 传质影响结果图４示．图４中：ρ（ＭｎＯ－
４ ）高锰酸钾
质量浓度犺监测井深度狊缓释体投放带距离．
（ａ）横放置 （ｂ）垂直放置
图４ 放置条件 ＭｎＯ－
４ 传质影响
Ｆｉｇ．４ ＥｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｅｔｕｐｏｎｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｏｆＭｎＯ－
４
图４（ａ）知：距离缓释体投放带６ｃｍ 两行监测井 Ｈ１Ｈ１′深度高锰酸钾质量
浓度着时间释放传质规律相似深度质量浓度变化规律相似释放出活性组
０６４ 华 侨 学 学 报 （ 然 科 学 版） ２０１７年
万方数
犺狋狋狆：∥狑狑狑．犺犱狓犫．犺狇狌．犲犱狌．犮狀
分———高锰酸钾质量浓度值相．说明横放置缓释体保证 ＫＭｎＯ４ 均匀扩散．距离缓
释体投放带１２１８ｃｍ 两组行监测井中高锰酸钾质量浓度深度着时间变化规律
深度缓释体释放质量浓度变化规律相着距离缓释体投放带距离增加距离缓释
体投放带１８ｃｍ 两组行监测井中高锰酸钾深度两行监测井质量浓度监测
井中监测深度监测高锰酸钾质量浓度基维持３０ｍｇ·Ｌ－１左右．说明着水流方
横放置缓释体更利缓释体均匀传质．
图４（ｂ） 知：距 离 缓 释体投 放带 相 距离两 行 监 测 井 （Ｖ１ Ｖ１′Ｖ２ Ｖ２′Ｖ３
Ｖ３′）深度（４９１４ｃｍ）时高锰酸钾质量浓度差．特 Ｖ１ Ｖ１′监测井群 Ｖ１′
监测井４ｃｍ 深度高锰酸钾质量浓度达４００ｍｇ·Ｌ－１ Ｖ１监测井深度高锰酸钾质量浓
度１７ｍｇ·Ｌ－１监测井（Ｖ１）深度（４９１４ｃｍ）高锰酸钾质量浓度升毫克变化
３５０ｍｇ·Ｌ－１差明显．说明垂直放置缓释体利释放高锰酸钾均匀传质．
综合横放置垂直放置高锰酸钾释放质量浓度监测结果证明缓释体横放置更
够高锰酸钾断面均匀扩散利高锰酸钾溶液污染物接触解决垂直放置造
成高锰酸钾缺乏横扩散引起 ＴＣＥ效率低难题．续 ＰＲＢ中复合型高锰酸钾缓释体
ＴＣＥ研究均采横放置方式．
２．３ 犘犚犅中复合型高锰酸钾缓释体 犜犆犈
水流方取样点取样深度 ＴＣＥ质量浓度变化历时曲线图５示．水流方
取样点深度缓释体释放 ＫＭｎＯ４ 质量浓度变化图６示．
（ａ）垂直水流方 （ｂ）行水流方
图５ 取样点取样深度 ＴＣＥ质量浓度变化曲线
Ｆｉｇ．５ ＴＣＥｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓａｍｐｌｉｎｇｐｏｉｎｔｓａｎｄｓａｍｐｌｉｎｇｄｅｐｔｈｓ
（ａ）垂直水流方 （ｂ）行水流方
图６ 取样点取样深度缓释体释放 ＫＭｎＯ４ 质量浓度变化
Ｆｉｇ．６ ＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＫＭｎＯ４ｒｅｌｅａｓｅｄｆｒｏｍｓｌｏｗｒｅｌｅａｓｅｂｏｄｙａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓａｍｐｌｉｎｇｐｏｉｎｔｓａｎｄｓａｍｐｌｉｎｇｄｅｐｔｈ
图５（ａ）知：距离缓释体投放带２０ｃｍ ３行井４＃５＃６＃ ＴＣＥ 效果整体趋
势时间延长逐渐增加深度监测井中 ＴＣＥ 质量浓度深度增加降低２７
ｃｍ 埋深处 ＴＣＥ基完全．
１６４第４期 刘春骁等：复合型高锰酸钾缓释体原位修复土壤中三氯乙烯中试实验
万方数
犺狋狋狆：∥狑狑狑．犺犱狓犫．犺狇狌．犲犱狌．犮狀
图５（ｂ）知：行水流方取样点 ＴＣＥ 深度ＴＣＥ 距离
ＰＲＢ远没关系表现出相率．ＴＣＥ 率深度增加增加尤
２７ｃｍ 深度达完全 ＴＣＥ效果．２５ｄ连续实验发现取样点 ＴＣＥ 均达
完全效果．见复合型高锰酸钾缓释体土壤中 ＴＣＥ．
图６（ａ）知：高锰酸钾质量浓度时间变化规律致质量浓度值相．高锰酸钾溶液
重水相液体监测井高锰酸钾质量浓度着深度增加增加．２７ｃｍ 深度高锰酸钾质
量浓度时间变化规律先增减少稳定质量浓度．结合 ＴＣＥ 高锰酸钾
释放知高锰酸钾质量浓度越ＴＣＥ 效果越２７ｃｍ 深度 ＫＭｎＯ４ 质量浓度
应 ＴＣＥ效果．深度行监测井深度高锰酸钾质量浓度变化规律
致结果证明横放置缓释体形成高锰酸钾均匀传质实现 ＴＣＥ高效．
图６（ｂ）知：行水流方４取样井深度高锰酸钾质量浓度变化规律相似．说
明横放置缓释体利高锰酸钾活性组分均质扩散．深度着离 ＰＲＢ反应墙距离增
高锰酸钾质量浓度逐渐减少 ＫＭｎＯ４ 水流方迁移程中逐渐反应砂槽中
原性物质消耗深度高锰酸钾质量浓度着深度增加增加高锰酸钾作
重水相液体聚集迁移趋势．２７ｃｍ 深度高锰酸钾质量浓度历先增减保
持质量浓度变化规律说明高锰酸钾迁移特性．高锰酸钾深度聚集
深度 ＴＣＥ效果述 ＴＣＥ方效果佳原相吻合．
２．４ 出水 犜犆犈质量浓度狆犎 值变化
反应砂槽开始运行连续监测反应槽中出水 ＴＣＥ 质量浓度进出水 ｐＨ 值变化结果图
７８示．图７知：出水 ＴＣＥ质量浓度第１天第７天逐渐增加然降第８天投放复合型
高锰酸钾缓释体ＴＣＥ质量浓度显著降低第１０天达完全连续运行３５ｄ均未检出
ＴＣＥ．说明复合型高锰酸钾缓释体持续效修复土壤中 ＴＣＥ污染．
图８知： ＰＲＢ复合高锰酸钾缓释体原位修复土壤中 ＴＣＥ 反应前水溶液 ｐＨ 值没
发生变化稳定７．５～８．５间说明该修复技术土壤ｐＨ 值会产生影响．
图７ 反应槽出水 ＴＣＥ质量浓度变化曲线 图８ 反应槽进出水ｐＨ 值变化曲线
Ｆｉｇ．７ ＴＣＥｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔａｎｋｅｆｆｌｕｅｎｔ Ｆｉｇ．８ ｐＨｖａｌｕｅｃｕｒｖｅｏｆｉｎｆｌｕｅｎｔｔａｎｋ
３ 结
设计矩形反应槽模拟维水流控制释放高锰酸钾技术渗透反应墙技术相结合应原
位土壤水模拟修复３点结．
１）通考察渗透反应墙中缓释体放置方式发现缓释体横放置更利高锰酸钾均匀扩
散增加高锰酸钾溶液污染物接触解决高锰酸钾缺乏横扩散引起 ＴＣＥ 效率低
问题．
２）通横放置复合型高锰酸钾缓释体原位 ＴＣＥ 效果发现水流行方
水流垂直方均实现 ＴＣＥ完全．证明横放置缓释体实现高锰酸
２６４ 华 侨 学 学 报 （ 然 科 学 版） ２０１７年
万方数
犺狋狋狆：∥狑狑狑．犺犱狓犫．犺狇狌．犲犱狌．犮狀
钾活性组分均质分布利全方位 ＴＣＥ．
３）通２５ｄ连续进水实验发现取样点均未检出 ＴＣＥ．见复合型高锰酸钾缓释体
ＰＲＢ技术实现缓释剂持续释放释放缓释剂持久 ＴＣＥ效果．
参考文献：
［１］ ＨＲＡＰＯＶＩＣＬＳＬＥＥＰＢＥＭＡＪＯＲ ＤＪ．Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙｓｔｕｄｙｏｆｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｅｎｅｂｙｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎ
ｆｅｌｌｏｗｅｄｂｙｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＥｎｖｉｏｎＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌ２００５３９（８）：２８８８２８９７．
［２］ ＴＳＡＩＴＴＫＡＯＣ ＭＹＥＨ Ｔ Ｙ犲狋犪犾．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｔａｎｔｅｎｈａｎｃｅｄｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅｏｘｉｄａｔｉｏｎａｎｄｂｉｄｅｇｒａｄａ
ｔｉｏｎｏｆｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅｉｎｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ［Ｊ］．ＪＨａｚａｒｄＭａｔｅｒ２００９１６１（１）：１１１１１９．
［３］ ＧＡＴＥＳＤＤＳＩＥＧＲＩＳＴＲＬ．Ｉｎｓｉｔｕｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅｕｓｉｎｇｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅ［Ｊ］．ＪＥｎｖｉｒｏｎ
Ｅｎｇ１９９５１２１（９）：６３９６４４．
［４］ ＤＡＶＩＥ Ｍ ＧＣＨＥＮＧ Ｈ ＦＨＯＰＫＩＮＳＧＤ犲狋犪犾．Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｆｏｒｒｅｍｅｄｉａｔｉｎｇＴＣＥｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎＳｃｉＴｅｃｈ２００８４２（２３）：８９０８８９１５．
［５］ ＮＥＬＳＯＮＣ ＨＢＲＯＷＮ Ｒ Ａ．Ａｄａｐｔｉｎｇｏｚｏｎａｔｉｏｎｆｏｒｓｏｉｌａｎｄｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｃｌｅａｎｕｐ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ Ｅｎｇ１９９４（Ｓ１）：
ＥＥ１８ＥＥ２４．
［６］ 吴嘉怡蔡信德靖元孝等．高锰酸钾氧化砂壤土中三氯乙烯试验研究［Ｊ］．中国环境科学２０１１３１（５）：８１０
８１４．
［７］ ＧＡＴＥＳＤＤＳＩＥＧＲＩＳＴＲＬＣＬＩＮＥＳＲ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｐｏｔａｓｓｉｕｍｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅａｓｃｈｅｍｉ
ｃａｌｏｘｉｄａｎｔｓｆｏｒｏｒｇａｎｉｃａｌｌｙｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌｓ［Ｊ］．ＪＥｎｖｉｒｏｎＥｎｇ２００１１２７（４）：３３７３４７．
［８］ ＬＥＥＥＳＷＯＯＢＮＣＳＣＨＷＡＲＴＺＦ Ｗ犲狋犪犾．ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅｌｅａｓｅＫＭｎＯ４（ＣＲＰ）ｂａｒｒｉｅｒｓｙｓｔｅｍ
ｆｏｒｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ：Ａｐｉｌｏｔｓｃａｌｅｆｌｏｗｔａｎｋｓｔｕｄｙ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｏｓｐｈｅｒｅ２００８７１（５）：９０２９１０．
［９］ ＭＩＣＨＡＥＬＡ ＵＲＯＢＥＲＴＬＳ．ＩｎｔｅｒｐｈａｓｅｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｄｕｒｉｎｇｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆＴＣＥＤＮＡＰＬｉｎａｎａｑｕｅｏｕｓ
ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＪＣｏｎｔａｍ Ｈｙｄｒｏｌ２００５８０（３／４）：９３１０６．
［１０］ ＫＹＥＨＥＥＫＭＩＲＡＴＤＧ．ＲｅａｃｔｉｏｎｏｆｎｏｎａｑｕｅｏｕｓｐｈａｓｅＴＣＥｗｉｔｈｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅ［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌ２００５
３９（２３）：９３０３９３０８．
［１１］ ＫＡＯＣ ＭＨＵＡＮＧ ＫＤＷＡＮＧＪＹ犲狋犪犾．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｏｔａｓｓｉｕｍｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅａｓａｎｏｘｉｄａｎｔｆｏｒｉｎｓｉｔｕｏｘｉ
ｄａｔｉｏｎｏｆｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ：Ａｌａｂｏｒａｔｏｒｙａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｓｓｔｕｄｙ［Ｊ］．ＪＨａｚａｒｄ Ｍａｔｅｒ２００８
１５３（３）：９１９９２７．
［１２］ 苑宝玲施肖亮汤新等．负载型高铁酸盐缓释剂制备研究［Ｊ］．高技术通讯２００５１５（１２）：７９８３．
［１３］ ＹＵＡＮＢＬＣＨＥＮ Ｙ ＭＦＵ Ｍ Ｌ．Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＴＣＥ）ｂｙｃｏｎ
ｔｒｏｌｌｅｄｒｅｌｅａｓｅｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅ（ＣＲＰ）ｏｘｉｄａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｈｅｍＥｎｇＪ２０１２１９２（２）：２７６２８３．
［１４］ ＫＡＮＧ ＮＨＵＡＩＲＡＯＰＳＣ．Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｐｏｔａｓｓｉｕｍｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅｆｏｒｓｕｓ
ｔａｉｎｅｄｒｅｌｅａｓｅａｓａｎｉｎｓｉｔｕｏｘｉｄａｎｔ［Ｊ］．ＩｎｄＥｎｇＣｈｅｍ Ｒｅｓ２００４４３（１７）：５１８７５１９．
［１５］ 秋生苑宝玲李飞等．复合型高锰酸钾缓释体制备缓释性研究［Ｊ］．环境科学学报２０１３３３（５）：１２４９
１２５５．
（责编辑：黄仲 英文审校：方德）
３６４第４期 刘春骁等：复合型高锰酸钾缓释体原位修复土壤中三氯乙烯中试实验
万方数
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