蓟运河水和底泥中黄磷的氧化转化治理研究

第e卷第4期1987年8月环境化学ENVIRONMENTALCHEMISTRYVol。6,No。4August1987蓟运河水和底泥中黄磷的级化转化治理研究陈叙龙庄源益哀有才张毓琪江天*(甫开大学环境科学系)要本文介绍了蔺运河水和房泥撰报试验中黄礴的氧化速度。其表观氧化速度取决子几个因素,其中水体的搅动最为盆要,溶解氧含盆的影响也显著,而pH和石九值则对反应略有影响。泥和水组成的混合滚中黄礴的充气氧化半衰期为7五.经6.5一8.5d自然空气氧化后,底泥中黄碑可减少`半.底泥中黄礴浓度降到。.smg/kg干土以下就不致使鱼类死亡.材料和方法蓟运河水和底泥采自汉沽河段黄磷排污口附近水域,湖水水样采自南开大学校内的新开湖。水样采集后,用定量滤纸过滤后使用。为了结合治理方案来研究黄磷氧化作用,我们着重研究了黄磷氧化过程中pH值、E九值、溶解氧含量以及水体水力学条件,如静止、搅拌、充气等状态对氧化的影响。另外还研究含黄磷底泥在阳光下照晒的氧化作用。为此,设计了四组试验。实验容器为直径和高度都是3Ccm的玻璃缸。第一组试验在静止状态下进行。第二组在搅拌状态下进行,搅拌器为螺旋桨式,桨叶长度为scm,转速为400r·.Pm。第三组为充气状态试验,充气设备由空气泵、流量计、微孔喷头及钢管喷头组成。第四组为阳光照晒试验,试验容器为长32cm、宽29cm、高c7m的木箱。试验水样中黄磷浓度用外加黄磷水溶液的办法调节。泥样中黄磷浓度用外加黄磷生产厂的黄磷污泥调节。泥和水组成混合液中,泥水比为1:7扩溶解氧采用纯氧和空气输送办法控制,其含量用碘量法和膜电极法测定。体系的pH值用缓冲溶液控制,并用pSH一2型酸度计测定。Eh值用铂片和甘汞电极对测定`”。黄磷浓度用气相色谱法`2’和钥蓝比色法测定。.毕业生.参加本工作的还有谷文新、郑新力、叶全方、李风琪等.54环境化学6卷结果和讨论燕馏水搅拌DO二8750ǎ公Où侧悦1.水中黄磷的妞化在不含底泥的蒸馏水、运河水、湖水中,进行了pH值、Eh值、静止、搅拌、充气对黄磷氧化作用的影响研究。1.1pH值和Eh值的影响图1示出蒸馏水中黄磷氧化速率与pH关系。看来,pH值对反应的影响不大。在运河水、湖水体系中也得出相同结果。水体氧化还原电位(Eh)对黄磷氧化有微弱的影响。当体系的Eh值由283变到572mV时,在DO为8.0一8.2范围内,黄磷氧化半衰期分别为1.2和1.3h。另外,还考察了溶解氧与Eh值的关系。DO由2增加到20mg/1时,E孔由230增加到350mV,但不是线性关系。由此可知,黄磷的氧化与Eh值只有微弱关系。而在后续试验中,改变(提高)溶解氧对黄磷氧化有很大影响,对这影响的贡献不是Eh值而是溶解氧本身。1.2溶解氧的影响溶解氧对黄磷氧化的影响见图2和表1。黄磷在水中溶解度为万分之三。本试验使用的黄磷浓度在其溶解度范围内。因此,黄磷在水中是以分子状态存在的。在静止状态下,黄磷分子和溶解氧靠扩散作用造成彼此接触。其接触机会与溶解氧的量有关。’溶解氧量增加,就会增加与黄磷分子的接触机会,从而加速黄磷氧化。由表1数据看来,Do增加一倍,蒸馏水和湖水中黄磷氧化速度常数K约增加1倍。对蓟运河水,Do虽增加一倍多,但K值平均只增加一倍左右,蓟运河汉沽河段DO值一般为5一8mgl/,pH一般为7。5一8.5,Eh值为350一450mV,在此条件下,黄磷氧化半衰期不到10h。PH7.0少甘4.0IPHg.0234反应时间(h)图1pH值对氧化速率影响勺伪月田2溶解氧对氧化速度影响表1水中黄磷氧化数据水样…状态…平均DO(mg/`)…`(“一)1:1/忿`h,,l_…8.1…。.073}。·6}静止}—}—}—。!一…一竺三一阵生竺一阵士,一…醚…一一竺一…一上竺一{-上2里生还卫一一~一一上三竺一一上~;~些一-二}}6。6}0。07一0。058}9。0一13。7怂…静止}—}—…—-、除}一一竺三一…一,二竺一卜二臼一-…臀…一一二竺一{一卫全竺~…-上二-术l允气」{“·6}0·26,1!7.:!。.。。i}:1.`湖{一`!’`“}”一v`}}静止{-—{—}——l}18。6{0。13}5。5水I—{—{—}—}搅拌}8·“}0·4`}`·74期陈叙龙等:蓟运河水和底泥中黄磷的氧化转化治理研究1.3搅拌和充气的影响与静止状态相比,处于搅拌状态的水体中,黄磷分子与溶解氧的相对运动速度大为加快,互相接触的机率因增加了运动速度梯度而增加,氧化速度也随之增加,表1数据表明,搅拌状态下水中黄磷氧化速率为静止状态下的6一9倍。因此,水体的扰动,如搅拌、行船、刮风、对流、挖泥活动等将有利于蓟运河水体中黄磷的氧化。向水体充气,一方面造成激烈的对流,使黄磷分子与溶解氧的接触更多,另一方面,通过充气使水中榕解氧水平较不充气者高