一种基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法
【专利摘要】本发明提供一种基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法，所述基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法包括：建立二维砂箱；均匀地向所述二维砂箱内注入重非水相液体三氯乙烯，利用体积分配示踪法测定重非水相液体的饱和度和体积；使用离子色谱仪对保守示踪剂Br?浓度进行测定，使用气相色谱仪测定三氯乙烯和体积分配示踪剂醇类的浓度；根据不同时刻重非水相液体的饱和度和体积变化情况及砂箱流出液中三氯乙烯浓度变化情况分析过硫酸盐的氧化修复效果。通过建立二维砂箱，采用分配示踪法测定重非水相液体饱和度、重非水相液体体积及流出液中三氯乙烯浓度，能够准确的分析过硫酸盐的氧化修复效果，为重非水相液体的原位修复提供参考。
【专利说明】
-种基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法
技术领域
[0001] 本发明设及地下水有机污染技术领域，特别是指一种基于分配示踪法的过硫酸盐 氧化修复分析方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，地下水有机污染已成为当前国际上地下水环境保护与治理的热点问题。 在地下水修复技术中无法准确的对过硫酸盐的氧化修复效果进行分析。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析 方法，能够准确的对过硫酸盐的氧化修复进行分析。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种基于分配示踪法的过硫酸盐氧化 修复分析方法，所述基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法包括：
[0005] 建立二维砂箱；
[0006] 均匀的向所述二维砂箱内注入重非水相液体Ξ氯乙締，利用体积分配示踪法用于 测定重非水相液体的饱和度和体积；
[0007] 使用离子色谱仪对保守示踪剂化-浓度进行测定，使用气相色谱仪测定Ξ氯乙締 和醇类体积分配示踪剂醇类浓度；
[000引根据不同时刻重非水相液体的饱和度和体积变化情况及Ξ氯乙締浓度变化情况 分析过过硫酸盐的氧化修复效果。
[0009] 优选的，所述建立二维砂箱，包括：
[0010] 建立前面为钢护玻璃，其他面为不诱钢板的二维砂箱，在所述二维砂箱内均匀填 充天然石英砂；
[0011] 在二维砂箱左侧壁设置溶液注入口，在二维砂箱顶壁设置污染物注入口，在二维 砂箱右侧壁设置溶液流出口；
[0012] 使用高效液相色谱累将示踪剂溶液由溶液注入口注入到二维砂箱中。
[0013] 优选的，所述在所述二维砂箱内均匀填充天然石英砂，包括：
[0014] 使用漏斗将洗净烘干后的砂和脱气处理后的超纯水交替缓慢加入，分次填充，每 次填砂前均扰动压实；
[0015] 用超纯水对装置进行淋洗，去除填充过程中引入的杂质。
[0016] 优选的，所述均匀的向所述二维砂箱内注入重非水相液体Ξ氯乙締，包括：
[0017] 使用注射器将Ξ氯乙締由二维砂箱的污染物注入口注入。
[0018] 优选的，所述使用注射器将Ξ氯乙締由二维砂箱的污染物注入口注入，包括：
[0019] 注射器针头插入深度为距离砂箱顶部9cm，形成点注入源，注入速率为0.2mL/min;
[0020] 注入结束后，将装置静置48小时使Ξ氯乙締在重力的作用下自然迁移。
[0021] 优选的，所述利用体积分配示踪法用于测定重非水相液体的饱和度和体积，包括：
[0022] 利用下式测定重非水相液体的饱和度：
[0023]
[0024] 其中，Sn为重非水相液体的饱和度Rpt为体积分配示踪剂的延迟系数，由μτ和μ。的比 值得到;μτ和μ。分别指体积分配示踪剂和保守示踪剂的保留时间，Knw为非水相与水相之间 的分配系数，Kd为示踪剂在水相和固相中的分配系数；
[00巧]利用下式：
[0026]
[0027] 其中，Vn为重非水相液体的体积，PV为孔隙体积。
[0028] 优选的，所述利用下式测定重非水相液体的饱和度，包括：
[0029] 当Kd取值0，Knw取值38.2时，μ计算得到：
[0030]
[0031] 其中，C为对应不同时刻的示踪剂浓度，t为示踪剂的迁移时间。
[0032] 优选的，所述利用体积分配示踪法用于测定重非水相液体的饱和度和体积，包括：
[0033] 向砂箱中注入过硫酸盐进行原位氧化，改变重非水相液体饱和度；
[0034] 根据注入过硫酸盐的量，分成五组注入，对应的过硫酸盐PV数依次为0，3，6，9，12; [00巧]每组注入先注入化-，再注入醇类；
[0036] 进行4个PV后，注入液由示踪剂溶液切换为饱和Ξ氯乙締溶液进行淋洗，直至流出 液示踪剂相对浓度降为零。
[0037] 优选的，所述使用离子色谱仪对保守示踪剂化-浓度进行测定，使用气相色谱仪测 定Ξ氯乙締和体积分配示踪剂醇类浓度，包括：
[0038] 使用离子色谱仪对化-浓度进行测定；
[0039] 使用气相色谱仪测定Ξ氯乙締和醇类浓度；
[0040] 升溫程序为:气相色谱仪管柱初始溫度设置为45Γ并持续3min，之后W每分钟10 摄氏度的速率升至160摄氏度。
[0041] 优选的，所述根据不同时刻重非水相液体的饱和度和体积变化情况及Ξ氯乙締浓 度变化情况分析过过硫酸盐的氧化修复效果，包括：
[0042] 当重非水相液体的饱和度、体积和Ξ氯乙締浓度随着注入过硫酸盐PV数的增加不 断降低时，表明过硫酸盐的氧化修复效果明显。
[0043] 本发明的上述技术方案的有益效果如下：
[0044] 上述方案中，通过建立二维砂箱，采用分配示踪法测定重非水相液体饱和度、重非 水相液体体积及流出液中Ξ氯乙締浓度，能够准确的分析过硫酸盐的氧化修复效果，为重 非水相液体的原位修复提供参考。
【附图说明】
[0045] 图1为本发明实施例的基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法流程图。
【具体实施方式】
[0046] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。
[0047] 如图1所示，本发明的实施例一种基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法， 所述基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法包括：
[004引步骤101:建立二维砂箱。
[0049] 步骤102:均匀的向所述二维砂箱内注入重非水相液体Ξ氯乙締，利用体积分配示 踪法用于测定重非水相液体的饱和度和体积。
[0050] 步骤103:使用离子色谱仪对保守示踪剂化-浓度进行测定，使用气相色谱仪测定 Ξ氯乙締和体积分配示踪剂醇类浓度。
[0051] 步骤104:根据不同时刻重非水相液体的饱和度和体积变化情况及Ξ氯乙締浓度 变化情况分析过过硫酸盐的氧化修复效果。
[0052] 本发明实施例的基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法，通过建立二维砂 箱，采用分配示踪法测定重非水相液体饱和度、重非水相液体体积及流出液中Ξ氯乙締浓 度，能够准确的分析过硫酸盐的氧化修复效果，为重非水相液体的原位修复提供参考。
[0053] 优选的，所述建立二维砂箱，包括：
[0054] 建立前面为钢护玻璃，其他面为不诱钢板的二维砂箱，在所述二维砂箱内均匀填 充天然石英砂；
[0055] 在二维砂箱左侧壁设置溶液主入口，在二维砂箱顶壁设置污染物注入口，在二维 砂箱右侧壁设置溶液流出口；
[0056] 使用高效液相色谱累将示踪剂溶液由溶液注入口注入到二维砂箱中。
[0057] 其中，二维砂箱左侧壁均匀设置有Ξ个溶液注入口，二维砂箱顶壁均匀设置有五 个污染物注入口，二维砂箱右侧壁均匀设置有Ξ个溶液流出口。
[0058] 优选的，所述在所述二维砂箱内均匀填充天然石英砂，包括：
[0059] 使用漏斗将洗净烘干后的砂和脱气处理后的超纯水交替缓慢加入，分次填充，每 次填砂前均扰动压实；
[0060] 用超纯水对装置进行淋洗，去除填充过程中引入的杂质。
[0061] 其中，可W采用的填充介质为分选性良好的天然石英砂，砂的类型为40/50,粒径 中值为0.36mm。选取Ξ氯乙締作为典型重非水相液体。为便于观察Ξ氯乙締的迁移路径和 分布状态，使用lOOmg · L-1的Sudan IV(A1化ich)对其进行染色。使用lOOmg · L-1的醇类作 为体积分配示踪剂，其穿透曲线用于测定重非水相液体饱和度;200mg · [1的漠作为保守示 踪剂，该示踪剂的迁移不受介质和重非水相液体吸附的影响，可作为体积分配示踪测试的 对比值。使用5mmol/L的过硫酸钢和0.8mmol/L的硫酸亚铁配制亚铁离子催化的过硫酸盐作 为原位化学氧化剂。
[0062] 优选的，所述均匀的向所述二维砂箱内注入体积分配示踪剂Ξ氯乙締，包括：
[0063] 使用注射器将Ξ氯乙締由二维砂箱的污染物注入口注入。
[0064] 优选的，所述使用注射器将Ξ氯乙締由二维砂箱的污染物注入口注入，包括：
[0065] 注射器针头插入深度为距离砂箱顶部9cm，形成点注入源，注入速率为0.2mL/min;
[0066] 注入结束后，将装置静置48小时使Ξ氯乙締在重力的作用下自然迁移。
[0067] 优选的，所述利用体积分配示踪法用于测定重非水相液体的饱和度和体积，包括：
[0068] 利用下式测定重非水相液体的饱和度：
[0069]
[0070] 其中，Sn为重非水相液体的饱和度Rpt为体积分配示踪剂的延迟系数，由Wr和μ。的比 值得到;Wr和μ。分别指体积分配示踪剂和保守示踪剂的保留时间，Knw为非水相与水相之间 的分配系数，Kd为示踪剂在水相和固相中的分配系数；
[0071] 利用下式：
[0072]
[0073] 其中，Vn为重非水相液体的体积，PV为孔隙体积。
[0074] 优选的，所述利用下式测定重非水相液体的饱和度，包括：
[0075] 当Kd取值0，Knw取值38.2时，μ计算得到：
[0076]
[0077] 其中，C为对应不同时刻的示踪剂浓度，t为示踪剂的迁移时间。
[0078] 优选的，所述利用体积分配示踪法用于测定重非水相液体的饱和度和体积，包括：
[0079] 向砂箱中注入过硫酸盐进行原位氧化，改变重非水相液体饱和度；
[0080] 根据注入过硫酸盐的量，分成五组注入，对应的过硫酸盐PV数依次为0,3,6,9，12; [0081 ] 每组注入先注入化-，再注入醇类；
[0082] 进行4个PV后，注入液由示踪剂溶液切换为饱和Ξ氯乙締溶液进行淋洗，直至流出 液示踪剂相对浓度降为零。
[0083] 优选的，所述使用离子色谱仪对保守示踪剂化-浓度进行测定，使用气相色谱仪测 定Ξ氯乙締和体积分配示踪剂醇类浓度，包括：
[0084] 使用离子色谱仪对化-浓度进行测定；
[0085] 使用气相色谱仪测定Ξ氯乙締和醇类浓度；
[0086] 升溫程序为:气相色谱仪管柱初始溫度设置为45°C并持续3min，之后W每分钟10 摄氏度的速率升至160摄氏度。
[0087] 其中，为了分析过硫酸盐氧化降解过程中Ξ氯乙締浓度的变化，对流出液中Ξ氯 乙締浓度进行连续测定，直至重非水相液体完全降解。使用玻璃注射器取样，频率为1次/PV (PV指注入的过硫酸盐PV数），取样后立即测定Ξ氯乙締浓度。
[0088] 优选的，所述根据不同时刻重非水相液体的饱和度和体积变化情况及Ξ氯乙締浓 度变化情况分析过过硫酸盐的氧化修复效果，包括：
[0089] 当重非水相液体的饱和度、体积和Ξ氯乙締浓度随着注入过硫酸盐PV数的增加不 断降低时，表明过硫酸盐的氧化修复效果明显。
[0090] 上述方案中，通过建立二维砂箱，采用分配示踪法测定重非水相液体饱和度、重非 水相液体体积及流出液中Ξ氯乙締浓度，能够准确的分析过硫酸盐的氧化修复效果，为重 非水相液体的原位修复提供参考。
[0091] W上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，运些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法，其特征在于，所述基于分配示 踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法包括： 建立二维砂箱； 均匀地向所述二维砂箱内注入重非水相液体三氯乙烯，利用体积分配示踪法用于测定 重非水相液体的饱和度和体积； 使用离子色谱仪对保守示踪剂Br-浓度进行测定，使用气相色谱仪测定三氯乙烯和体 积分配示踪剂醇类浓度； 根据不同时刻重非水相液体的饱和度和体积变化情况及砂箱流出液中三氯乙烯浓度 变化情况分析过过硫酸盐的氧化修复效果。2. 根据权利要求1所述的基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法，其特征在于， 所述建立二维砂箱，包括： 建立前面为钢护玻璃，其他面为不锈钢板的二维砂箱，在所述二维砂箱内均匀填充天 然石英砂； 在二维砂箱左侧壁设置溶液注入口，在二维砂箱顶壁设置污染物注入口，在二维砂箱 右侧壁设置溶液流出口； 使用高效液相色谱栗将示踪剂溶液由溶液注入口注入到二维砂箱中。3. 根据权利要求2所述的基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法，其特征在于， 所述在所述二维砂箱内均匀填充天然石英砂，包括： 使用漏斗将洗净烘干后的砂和脱气处理后的超纯水交替缓慢加入，分次填充，每次填 砂前均扰动压实； 用超纯水对装置进行淋洗，去除填充过程中引入的杂质。4. 根据权利要求1所述的基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法，其特征在于， 所述均匀的向所述二维砂箱内注入重非水相液体三氯乙烯，包括： 使用注射器将三氯乙烯由二维砂箱的污染物注入口注入。5. 根据权利要求4所述的基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法，其特征在于， 所述使用注射器将三氯乙烯由二维砂箱的污染物注入口注入，包括： 注射器针头插入深度为距离砂箱顶部9cm，形成点注入源，注入速率为0.2mL/min; 注入结束后，将装置静置48小时使三氯乙烯在重力的作用下自然迀移。6. 根据权利要求1所述的基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法，其特征在于， 所述利用体积分配示踪法用于测定重非水相液体的饱和度和体积，包括： 利用下式测定重非水相液体的饱和度：其中，Sn为重非水相液体的饱和度Rpt为体积分配示踪剂的延迟系数，由μ4Ρμ。的比值得 至lj;yr和μ。分别指体积分配示踪剂和保守示踪剂的保留时间，Knw为非水相与水相之间的分 配系数，Kd为示踪剂在水相和固相中的分配系数； 利用下式：其中，Vn为重非水相液体的体积，PV为孔隙体积。7. 根据权利要求6所述的基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法，其特征在于， 所述利用下式测定重非水相液体的饱和度，包括： 当Kd取值0，Knw取值38.2时，μ计算得到：其中，C为对应不同时刻的示踪剂浓度，t为示踪剂的迀移时间。8. 根据权利要求1所述的基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法，其特征在于， 所述利用体积分配示踪法用于测定重非水相液体的饱和度和体积，包括： 向砂箱中注入过硫酸盐进行原位氧化，改变重非水相液体饱和度； 根据注入过硫酸盐的量，分成五组注入，对应的过硫酸盐PV数依次为0，3，6，9，12; 每组注入先注入Bf，再注入醇类； 进行4个PV后，注入液由示踪剂溶液切换为饱和三氯乙烯溶液进行淋洗，直至流出液示 踪剂相对浓度降为零。9. 根据权利要求1所述的基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法，其特征在于， 所述使用离子色谱仪对保守示踪剂Br-浓度进行测定，使用气相色谱仪测定三氯乙烯和体 积分配示踪剂醇类浓度，包括： 使用离子色谱仪对Bf浓度进行测定； 使用气相色谱仪测定三氯乙烯和醇类浓度； 升温程序为：气相色谱仪管柱初始温度设置为45°C并持续3min，之后以每分钟10摄氏 度的速率升至160摄氏度。10. 根据权利要求1所述的基于分配示踪法的过硫酸盐氧化修复分析方法，其特征在 于，所述根据不同时刻重非水相液体的饱和度和体积变化情况及三氯乙烯浓度变化情况分 析过过硫酸盐的氧化修复效果，包括： 当重非水相液体的饱和度、体积和砂箱流出液中三氯乙烯浓度随着注入过硫酸盐PV数 的增加不断降低时，表明过硫酸盐的氧化修复效果明显。
【文档编号】G01N30/02GK105823846SQ201610326014
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】翟远征, 李木子, 滕彦国, 王金生
【申请人】北京师范大学