土壤中蕴含了大量可转化、降解环境污染物并杀死致病微生物的各种因素,其被作为环境处理剂具有高效、低毒、原位及成本低廉等优点。因此,土壤在环境污染控制研究领域正逐步引起广泛的重视。本文研究了天然土壤(Soil)对有机染料的吸附、催化氧化降解过程及机理,探讨河岸土壤基质对水体磷素的吸附固持作用,比较了改性土壤絮凝沉降水华藻类的处理效果。1.以土壤作为环境处理剂,研究了不同温度、酸度条件下对不同类型染料的吸附及光催化行为,发现土壤对阳离子染料的吸附量大于阴离子染料,土壤对不同类型染料均具有光催化降解活性。通过不同预处理方式,制备金属矿物形态、有机质含量不同的土壤催化剂,通过对土壤SEM、XRD、BET等的分析,比较其光催化活性,探讨影响土壤对有机污染物催化氧化降解的结构因素。2.在可见光(vis,λ>420nm)照射下,用天然土壤粉末(Soil)做催化剂降解酸性桃红(Sulforhodamine B,SRB)和2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol, DCP),分析了催化剂的用量、H2O2初始浓度对降解反应的影响,并通过紫外-可见分光光度法(UV-Vis)、荧光检测(FL)、红外光谱(IR)等方法对降解反应动力学及反应机制进行了研究。结果表明,Soil/H2O2/ vis体系能有效地降解SRB,反应240min可脱色完全,10h COD去除率达90.44%,反应240min,DCP的去除率达到80.55%;荧光检测发现反应中产生了高活性氧化物种·OH,红外光谱结果表明目标底物最终被氧化降解为胺类、羧酸类小分子;催化剂具有比较好的稳定性,循环使用5次,催化性能无明显变化。反应机制主要是涉及·OH的异相类Fenton过程。3.在实验室模拟条件下,研究了不同的酸碱度,温度和营养盐浓度情况中,香溪河土壤基质对总磷(TP)的吸附与解吸行为。结果表明,香溪河土壤对磷酸盐的吸附都属于快吸附过程,水体和土壤基质中的磷酸盐浓度存在一个动态平衡(平衡浓度在0.12~0.32mg/L之间);在所设条件下,土壤对磷酸盐的吸附在前5min已达到吸附平衡,部分土壤存在解吸;磷酸盐浓度设为0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.60 mg/L六个梯度时,随着浓度的升高,土壤对磷酸盐的吸附量也不断增加,呈现很好的线性关系;酸度(pH3~10)和温度(10~30℃)对土壤基质吸附与解吸TP的影响不大。因此认为,香溪河土壤基质在一定程度上可有效控制水体磷素含量。4.以香溪河流域的4种土壤为基体,通过壳聚糖和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基铵离子(hexadecyl trimethyl ammonium, HDTMA)为辅料对土壤进行改性,试验改性土壤对水体富营养化藻类的沉降特性,跟踪富营养化水体250min内浊度变化和8小时后叶绿素a浓度变化。选用壳聚糖改性1号土壤进行絮凝除藻实验,探讨酸度的影响及其对总氮磷富集消减效果。结果表明:用壳聚糖改性的1号土壤对水体进行处理时,200min后的浊度消除率达到54.36%,叶绿素a的消除率达到67.87%,除藻效果较为显著;絮凝沉降体系中,壳聚糖改性1号土在pH为6.0的偏酸性环境下,100min后浊度的消除率达到80%,水体的叶绿素a消除率达到70.24%,此条件下对水体藻类的沉降效果最好;选取的实验体系对水体总氮、总磷浓度具有较好的消减作用,其中对总氮的消除率有5.94%,对总磷的消减率达47.95%。