超音波キャビテーションメカノケミカル効果による土壌汚染物質の脱着・分解同時処理

利用超声波空化机械化学效应同时解吸和分解土壤污染物

基本信息

批准号：
15710056
负责人：
小島義弘
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

現在,有機塩素化合物による土壌・地下水汚染が深刻な社会的問題になっている。土壌・地下水汚染は汚染源である有機塩素化合物自身が高い毒性を有しなおかつ化学的に非常に安定であること,さらにこの有機物が土壌に強く吸着しているために,それらが大気中または溶液中に存在している時と比較して処理する上で難処理性が高い状態を有しているものと推測される。本研究では,超音波キャビテーション作用が物理・化学の両作用を有することに着目し,超音波照射による固体粒子からの汚染有機化合物の脱着(抽出),分解同時処理の可能性について検討した。最終年度に当たる本年度は,土壌成分の一つである無機成分カオリンに有機塩素系除草剤MCPA(4-クロロ-2-メチルフェノキシ酢酸)を吸着させた模擬汚染土壌を作成し,この模擬土壌と蒸留水を固液比1:10で混合した懸濁液に対して超音波を照射したときのMCPAのカオリンからの脱着挙動および分解(脱塩素)挙動について検討を行った。最初に比較として,超音波照射なしで懸濁液を4hr静置したところ,脱着した割合は10%程度であった。一方,周波数500kHz,出力21Wの超音波をアルゴン雰囲気下で懸濁液に照射したところ,照射時間5minでMCPAの80%以上が液側に脱着することがわかり,超音波照射による脱着促進が確認された。また,脱着したMCPAは超音波の化学作用により分解し,脱塩素率ベースの分解率を調べたところ,反応時間6hrにおいて,模擬土壌に吸着していた約70%のMCPAが分解していることがわかった。以上により,超音波照射による土壌から有機塩素化合物の脱着・分解同時処理の有効性を明らかにした。また,酸素雰囲気とアルゴン雰囲気存在下で比較検討を行ったところ,MCPA脱着速度に大きな差異は認められなかったが,脱塩素(分解)速度に関してはアルゴン雰囲気の方が効果的であることが示唆された。

目前，有机氯化合物对土壤和地下水的污染已成为严重的社会问题。土壤和地下水污染是由于作为污染源的有机氯化合物本身具有剧毒且化学性质极其稳定，此外，由于这些有机物质强烈吸附在土壤上，它们可能存在于空气或空气中。假定该状态比存在于该状态时更难处理。在本研究中，我们重点关注超声波空化同时具有物理和化学效应的事实，并研究了通过超声波照射同时解吸（提取）和分解固体颗粒中污染物有机化合物的可能性。今年，也就是最后一年，我们通过将有机氯除草剂 MCPA（4-氯-2-甲基苯氧基乙酸）吸附到土壤的无机成分高岭土上，制作了模拟污染土壤，并将该模拟土壤与蒸馏水混合进行了调查。当固液比为1:10的水悬浮液用超声波照射时，高岭土中的MCPA的解吸行为和分解（脱氯）行为。首先，作为比较，当悬浮液在没有超声波照射的情况下静置4小时时，解吸率约为10％。另一方面，当在氩气氛中用频率为500kHz、输出为21W的超声波照射悬浮液时，发现在5分钟内超过80％的MCPA解吸至液体侧。照射时间，确认超声波照射促进解吸。此外，解吸的 MCPA 通过超声波的化学作用被分解，当研究基于脱氯率的分解率时，发现吸附在模拟土壤上的 MCPA 大约 70% 在反应时间内被分解。我明白了6个小时。上述结果证明了利用超声波辐射同时解吸和分解土壤中有机氯化合物的有效性。此外，当我们在氧气和氩气气氛存在下进行比较研究时，我们发现MCPA解吸率没有显着差异，但表明氩气气氛在脱氯（分解）率方面更有效。事情完成了。