一种有机物污染土壤的化学修复方法技术

本发明专利技术公开了一种有机物污染土壤的化学修复方法。该方法将过硫酸盐/过氧化氢双氧化剂按比例加入到有机物污染土壤中，以土壤中固有铁氧化物作为催化剂，氧化降解土壤中的有机污染物。本发明专利技术的方法具有设备简单、操作方便、成本低廉、无选择性、有机污染物去除效率高、环境友好等优点，尤其适用于修复污染严重的难生物降解有机物污染土壤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土壤修复
，具体涉及，尤其是涉及一种采用过硫酸钾/双氧水双氧化剂体系修复有机物污染土壤的方法。
技术介绍
土壤位于自然环境的中心位置，是人类赖以生存的物质基础，是联结自然环境中无机界和有机界、生物界和非生物界的中心环节。随着生产的发展，化工、石油工业等行业中产生的石油类、苯系物、农药、多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)等越来越多的有机污染物经过各种途径进入土壤中。土壤一旦被污染，不仅会直接影响农作物，还会威胁到地下水质，影响人类健康。因此，土壤修复已成为当前国内外研究的热点。有机物污染土壤修复可采用异位修复和原位修复。异位修复需要挖掘土壤，工程设施较多、费用较高，且易破坏土壤的结构和性质；原位修复由于操作简单，对环境的破坏较小，处理成本低，是目前有机物污染土壤修复研究的热点。生物进行原位修复运行周期长，易受污染物毒性效应抑制，而原位化学氧化修复技术(in situ chemical oxidat1n,ISCO)具有周期短、见效快、成本低和处理效果好等优点，尤其适用于重污染场地的修复。过硫酸盐是近年来研究较多的一种很有应用前景的IS⑶氧化剂。过硫酸钠在25°C下非常稳定，易被催化分解生成硫酸自由基，在土壤中迀移性好且几乎不与天然有机质反应;但单独使用时，由于太稳定，以致不能与有机污染物反应，从而达不到去除有机污染物的目的；而常用的氧化剂过氧化氢分解速率太快，有效距离短，利用效率低，且有机物不能完全矿化。近年来，人们发现环境友好的含铁矿物和铁络合物均能有效催化分解过硫酸盐和过氧化氢产生自由基，达到降解有机物的目的。而铁在土壤中大量存在，不同类型的土壤中其含量有所不同，但一般不低于1%，土壤中的氧化铁包括赤铁矿、针铁矿、纤铁矿、水铁矿、磁铁矿等，大多数土壤粘粒中氧化铁的含量在1?15%，砖红壤则更高。因此，采用过氧化氢或过硫酸盐氧化降解土壤中有机污染物时，可直接利用土壤中的氧化铁作为催化剂，不需要向土壤中添加额外的催化剂，避免对土壤造成二次污染。本专利技术采用过硫酸盐和过氧化氢双氧化剂体系修复有机物污染土壤，并以土壤中固有铁氧化物做催化剂，相对传统单一氧化剂氧化修复污染土壤的方法，具有过硫酸盐和过氧化氢二者的优点，同时，弥补了过硫酸盐氧化时间长，过氧化氢有效停留时间短、不易控制等缺点，并且不需要添加额外催化剂，降低成本，避免二次污染，从而有效提高氧化剂利用率，缩短修复工期，促进有机物降解。所以，本土壤修复技术具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供。本专利技术的方法具有设备简单、操作方便、成本低廉、无选择性、有机污染物去除效率高、环境友好等优点。本专利技术的技术方案是:，其特征在于:将过硫酸盐/过氧化氢双氧化剂按比例加入到有机物污染土壤中，以土壤中固有的铁氧化物作为催化剂，氧化降解土壤中的有机污染物。所述，包括以下步骤: (1)在有机物污染土壤中加入过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵溶液中的一种，使其浓度为0.01?5.0 mmol/g，并进行搅拌； (2)在上述泥楽中加入过氧化氢溶液，使其浓度为0.002?5.0mmol/g，并进行搅拌； (3)间隔一定时间取样，分析测定其中有机污染物的浓度，计算有机污染物的降解率。在本专利技术中，由H2O2和过硫酸盐组成双氧化剂体系，将H2O2活性与过硫酸盐相对稳定性相结合。土壤中固有氧化铁组分能催化分解H2O2和过硫酸盐，形成活性氧以降解土壤中的有机物。所以，在该体系中，H2O2催化分解形成羟基自由基(.0H)，而.0H引发S2O82+生成硫酸自由基(.S04—);同时，S2082—催化分解产生.S04—，.S04—可与水反应生成.0H，形成自由基互为激发的链反应，从而有多种途径生成自由基，保证整个系统中自由基浓度维持在相对稳定的状态，并且通过调整H2O2和&082—的配比，使自由基持续平稳的生成。在该反应体系中，.0H先与一部分易降解的有机污染物进行反应，而后.S04—可与难降解的有机污染物反应。在整个系统中自由基浓度保持在相对稳定的状态，从而使有机污染物的降解率维持在较高水平，并且难以降解的有机污染物也可以得到有效降解，尤其适合于处理成分复杂的有机物污染土壤。本专利技术的有益之处主要体现在: (1)利用土壤中固有铁氧化物作为催化剂，无外加金属化合物，以防止二次污染； (2)通过加入过硫酸盐和过氧化氢二种氧化剂，有效提高体系中活性组分的形成速率，有利于有机物的降解;在反应体系中，少量过氧化氢的加入有效提高过硫酸盐利用率;既克服过硫酸盐过于稳定，难以降解有机物的缺点，也克服过氧化氢氧化体系持续性较差的缺占.V ， (3 )反应条件温和，在较宽的pH范围内高效、快速的降解土壤中的有机污染物，无二次污染，环境友好，具有较大的应用前景； (4)本专利技术的有机污染土壤的修复方法对土质要求不高。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术的【具体实施方式】作进一步的解释说明，但是本专利技术要求保护的范围并不仅限于此。本专利技术以对氯硝基苯作为代表性有机污染物，评价过硫酸盐/过氧化氢双氧化剂体系对污染土壤的修复效果。实施例1 (I)有机物污染土壤的处理 取对氯硝基苯污染土壤5.0 g，其中对氯硝基苯浓度为0.4 mg/g，加入过硫酸钾溶液，使其浓度为0.06 mmol/g，室温下进行搅拌;再加入过氧化氢溶液，使其浓度为0.012 mmol/g后，室温下进行搅拌，间隔I小时取样分析。同时，取两份对氯硝基苯污染土壤5.0 g，分别仅加入过硫酸钾溶液和过氧化氢溶液，使其浓度分别为0.06 mmol/g和0.012 mmol/g,室温下进行搅拌，间隔I小时取样分析。(2) 土壤样品分析测定 称取0.09 g对氯硝基苯污染土壤样品于7 mL离心管中，加入2 mL甲醇，超声提取20min，将离心管放入离心机6000 r/min离心3 min，将上清液倾出离心管，共重复3次，最后用高压液相色谱仪测定对氯硝基苯浓度，计算降解率。在对氯硝基苯污染土壤中加入分别K2S208/H202、K2S208和H2O2时，邻氯硝基苯的降解率分别为60.9%、41.7%和10.2% ο实施例2 (1)有机物污染土壤的处理 取对氯硝基苯污染土壤5.0 g，其中对氯硝基苯浓度为0.4 mg/g，加入过硫酸钠溶液，使其浓度为0.01 mmol/g，室温下进行搅拌;再加入过氧化氢溶液，使其浓度为0.012 mmol/g后，室温下进行搅拌，间隔I小时取样分析。同时，取两份对氯硝基苯污染土壤5.0 g，分别仅加入过硫酸钠溶液和过氧化氢溶液，使其浓度分别为0.0I mmol/g和0.012 mmol/g，室温下进行搅拌，间隔I小时取样分析。 (2)土壤样品分析测定同实施例1。在对氯硝基苯污染土壤中加入分别Na2S208/H202、Na2S208和H2O2时，邻氯硝基苯的降解率分别为48.1%、20.3%和10.2%。实施例3 (I)有机物污染土壤的处理 取对氯硝基苯污染土壤5.0 g，其中对氯硝基苯浓度为0.4 mg/g，加入过硫酸氨溶液，使其浓度为1.5 mmol/g，室温下进行搅拌;再加入过氧化氢溶液，使其浓度为0.002 mmol/g后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机物污染土壤的化学修复方法，其特征在于：按以下步骤进行，（1）在有机物污染土壤中加入过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵溶液中的一种，使其浓度为0.01~5.0 mmol/g，并进行搅拌；（2）在上述泥浆中加入过氧化氢溶液，使其浓度为0.002~5.0 mmol/g，并进行搅拌；（3）间隔一定时间取样，分析测定其中有机污染物的浓度，计算有机物的去除率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘中华，国伟林，乔壮明，卫静，周海红，张科，韩雪梅，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37