无敏弹药化合物的同时吸附和水解,由土壤中的燃烧性碳质物质 (PCM) 和功能化PCM进行
Nourin I Seenthia1, Wael Abdelraheem2, Samuel A Beal3
1Department of Civil and Environmental Engineering, Villanova University, 800 E. Lancaster Ave., Villanova, PA 19085, United States.
燃烧性碳质物质 (PCM) 有效地从土壤中去除不敏感的弹药 (IM) 化合物. 功能化的PCM,特别是四级改性活性炭 (AC),显著增强了NTO,NQ和DNAN的修复,为军事场所污染提供了可持续的解决方案.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 土壤科学 土壤科学
- 整治技术 整治技术
背景情况:
- 使用不敏感弹药 (IM) 的军事训练会产生土壤残留物,这些残留物会污染地下水.
- 诸如5-nitro-1,2-dihydro-3H-1,2,4-triazin-3-one (NTO),nitroguanidine (NQ) 和2,4-dinitroanisole (DNAN) 等不敏感的弹药化合物存在环境风险.
- 传统的修复方法可能不足以管理各种土壤环境中的IM污染.
研究的目的:
- 评估烧制碳酸性物质 (PCM) 和功能化PCM作为保持和转化IM化合物的土壤修正物的有效性.
- 研究pH和修改剂量对污染土壤中NTO,NQ和DNAN的去除的影响.
- 评估最有效的PCM材料的反应性和可重复使用性,用于长期整治.
主要方法:
- 进行了水解试验,以评估IM化合物与PCM和四级 (QA) 修改PCM的相互作用.
- 用PCM材料修改了三个不同的土壤,并在不同的pH (8.0,10.0,12.0) 和剂量 (0-5%w/w) 条件下进行批量反应堆实验.
- 监测了NTO,NQ和DNAN的去除,并在三个连续的IM残留添加周期中测试了表现最好的修改的反应性和可重复使用性.
主要成果:
- 与对照组相比,PCM显著提高了土壤中NTO,NQ和DNAN的去除50-300倍,QA修改的活性炭 (AC) 显示出最佳性能.
- 最佳的去除取决于pH值:DNAN水解在pH值8.0-10.0时得到增强,而NQ水解需要pH值12.0. 移除NTO主要是通过绑定.
- 增加PCM剂量超过2% (w/w) 并没有显著改善NTO,NQ或DNAN去除. 经过QA修改的AC在pH值10.0的3个周期中表现出高反应性和可重复使用性.
结论:
- 功能化的PCM,特别是QA修改的AC,是高效的土壤修改剂,可以同时保留和转化IM化合物.
- 这项研究提供了一个可行的现场战略,以减轻不敏感弹药造成的污染,支持可持续的军事行动.
- 开发的修复方法为在军事训练场上管理持久污染物提供了有希望的解决方案.
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