本发明专利技术公开了一种活化过硫酸盐氧化处理有机氯农药污染土壤的方法，属于土壤修复领域。本发明专利技术利用亚铁与和过氧化氢联合活化过硫酸盐产生强氧化性的硫酸根自由基和羟基自由基，从而实现对土壤中有机氯农药的氧化降解。与现有Fenton法及二价铁单独活化过硫酸盐方法相比，该方法具有活化效率高、污染物降解效率高等优点，而且操作简单、pH适用范围广、氧化降解效果明显，在环境土壤污染控制治理领域有很大的潜力。
Method for treating soil polluted by organochlorine pesticide by activating persulfate oxidation
The invention discloses a method for treating soil polluted by organochlorine pesticides by activating persulfate oxidation, belonging to the field of soil remediation. The invention uses ferrous iron and hydrogen peroxide to activate sulfate to produce strong oxidizing sulfate radical and hydroxyl radical, thereby realizing the oxidation degradation of organochlorine pesticides in soil. With the existing Fenton method and two valent iron activated persulfate alone compared with other methods, this method has high efficiency, activation of pollutant degradation efficiency etc., and has the advantages of simple operation, wide range of pH, oxidative degradation effect, has great potential in environmental soil pollution control management field.
【技术实现步骤摘要】
一种活化过硫酸盐氧化处理有机氯农药污染土壤的方法
本专利技术专利涉及一种有机物污染土壤的处理技术，具体涉及一种活化过硫酸盐氧化处理有机氯农药污染土壤的方法。
技术介绍
高级氧化技术是一种近年来新发展起来的用于处理难降解有机污染物的新型技术，具有周期短、见效快、成本低、处理效果好等优点，已成为国内外污染土壤修复领域研究的热点和前沿。特别是活化过硫酸盐高级氧化技术与传统的高级氧化技术如Fenton法相比，具有稳定性强、溶解性好、适用pH范围广和产生的硫酸根自由基的寿命长等优点，更有利于高浓度有机污染物的降解。在常温条件下，过硫酸盐比较稳定，通过加热、螯合或非螯合的过渡金属离子、光、碱、活性炭等活化方式进行活化后，可产生强氧化性的硫酸根自由基和羟基自由基，从而将目标污染物高效快速的去除。热活化过硫酸盐技术能耗高，光活化过硫酸盐技术对操作条件严苛，碱活化过硫酸盐技术会导致土壤pH过高，活性炭活化过硫酸盐技术对活性炭的利用率不高。相对于其他活化方式，过渡金属离子活化对设备要求低、能耗小、操作简便，目前过渡金属离子中亚铁离子活化过硫酸盐应用最广泛，但是使用亚铁离子活化存在一定的弊端，亚铁离子的稳定存在需要酸性条件，对pH要求较高，且当亚铁离子过量时会与污染物竞争硫酸根自由基，这限制了过硫酸盐的氧化能力。因此，有必要研发一种稳定高效地去除土壤中污染物的技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服目前现有技术的不足，提供一种能够高效经济地去除土壤中污染物的技术，即利用亚铁离子和过氧化氢联合活化过硫酸盐去除土壤中有机氯农药的技术。该技术解决亚铁盐活化过硫酸盐处理有机氯农药污染土壤适用pH范围较窄，去除效率较低等问题。本专利技术目的可通过以下技术方案实现：一种活化过硫酸盐氧化处理有机氯农药污染土壤的方法，以亚铁盐和过氧化氢作为活化剂，向有机氯农药污染土壤中加入活化剂和氧化剂，常温条件下进行反应，氧化降解土壤中的有机氯农药。其具体步骤为：向反应器中加入有机氯农药污染土壤、可溶性二价铁盐，混合均匀后，再加入过硫酸盐和过氧化氢的混合水溶液，搅拌使其反应。所述的过硫酸盐为过二硫酸盐，包括过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵。所述的可溶性二价铁盐包括七水合硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、氯化亚铁、硝酸亚铁。所述的过氧化氢与过硫酸盐混合物的摩尔比为1:20～1:2。所述的可溶性二价铁盐的物质的量与过氧化氢与过硫酸盐混合物的总物质的量的比为1:5～1:20。所述的过硫酸盐以过硫酸盐混合物水溶液的形式投加，过硫酸盐在混合水溶液中的浓度为50～300mmol/L。所述的反应时间为30～240min。本专利技术提出一种活化过硫酸盐氧化处理有机氯农药污染土壤的方法。在该氧化反应体系中，一方面，Fe2+不仅催化H2O2产生OH·，也活化过硫酸盐产生SO4-·，另一方面H2O2分解过程中产生热量，可以使S2O82-均裂，从而生成SO4-·自由基(如式1)。SO4-·和OH·自由基相互激发，形成自由基的互为激发链反应，从而形成氧化能力更强的系统，使污染物的降解效率提高。相比单一亚铁活化过硫酸盐法和Fenton氧化法，亚铁与和过氧化氢联合催化活化过硫酸盐技术提高了自由基的生成量，降低了对活性自由基的淬灭作用，提高了氧化剂的利用率，并且能够在更广的pH范围内依然能保证对污染物较高的去除率。因此，该技术具有广阔的实际应用前景。具体实施方式以下提供本专利技术一种活化过硫酸盐氧化处理有机氯农药污染土壤的方法的具体实施方式。实施例1本实施例比较了单独利用过硫酸盐、单独过氧化氢活化过硫酸盐、单独二价铁离子活化过硫酸盐、Fenton法、亚铁和过氧化氢联合活化过硫酸盐四种方式下土壤中α-六六六(α-HCH)的去除率。结果显示，亚铁和过氧化氢联合活化过硫酸盐氧化体系对土壤中α-HCH的氧化降解效果明显优于较其他反应体系常温条件下，分别取3gα-HCH污染土壤EPAVOA样品瓶中，加入15mL一定浓度的过硫酸盐和过氧化氢的混合水溶液，反应240min。操作条件如下：(1)单独过硫酸盐体系：Na2S2O8投加量为4mmol，pH为3。(2)单独过氧化氢活化过硫酸盐体系：Na2S2O8投加量为4mmol，过氧化氢与过硫酸盐的摩尔比为1:2，pH为3。(3)单独二价铁离子活化过硫酸盐体系：Na2S2O8投加量为4mmol，二价铁离子与过硫酸盐的摩尔比为1:10，pH为3。(4)Fenton体系：过氧化氢投加量为4mmol，二价铁离子与过氧化氢的摩尔比为1:10，pH为3。(5)亚铁和过氧化氢联合活化过硫酸盐体系：Na2S2O8投加量为4mmol，二价铁离子与过氧化氢与过硫酸盐的摩尔比为1:5:10，pH为3。实验结果如下表所示：工艺条件α-HCH去除率/％单独过硫酸钠9.51单独过氧化氢活化过硫酸盐40.39单独二价铁离子活化过硫酸盐67.01Fenton法62.36亚铁和过氧化氢联合活化过硫酸盐81.28实施例2本实例考察了亚铁离子、过氧化氢和过硫酸盐的摩尔比对土壤中α-HCH的去除效果的影响。由下表可知，增加过硫酸盐的投加量及亚铁离子的投加量，α-HCH去除率明显增加。当过硫酸盐和亚铁离子摩尔比不变时，增加过氧化氢的投加量，会导致α-HCH更快的去除。操作条件如下：(1)亚铁离子、过氧化氢和过硫酸盐的摩尔比为1:5:5，过硫酸盐投加量为2mmol，pH为3。(2)亚铁离子、过氧化氢和过硫酸盐的摩尔比为1:5:10，过硫酸盐投加量为4mmol，pH为3。(3)亚铁离子、过氧化氢和过硫酸盐的摩尔比为1:10:5，过硫酸盐投加量为2mmol，pH为3。(4)亚铁离子、过氧化氢和过硫酸盐的摩尔比为2:10:10，过硫酸盐投加量为4mmol，pH为3。(5)亚铁离子、过氧化氢和过硫酸盐的摩尔比为2:5:10，过硫酸盐投加量为4mmol，pH为3。亚铁离子、过氧化氢和过硫酸盐的摩尔比α-HCH去除率/％1:5:554.781:5:1074.541:10:576.972:10:1082.452:5:1085.79实施例3本实例比较了不同初始pH下亚铁和过氧化氢联合活化过硫酸盐对土壤中α-HCH的去除效果。由下表可知，无论在酸性还是碱性的条件下，该体系对污染物的去除效率都超过了80％，pH在3～7内变化时，α-HCH的去除率随着pH的增大而增加，随着pH继续上升，α-HCH去除率呈现下降趋势。Na2S2O8投加量为4mmol，二价铁离子与过氧化氢的摩尔比为1/5/5，用氢氧化钠和稀硫酸调节过硫酸盐和过氧化氢的混合水溶液的pH为3、5、7、9、11，实验结果如下表所示：pHα-HCH去除率/％381.64585.47786.13982.051180.77本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种活化过硫酸盐氧化处理有机氯农药污染土壤的方法，其特征在于，是利用亚铁离子与和过氧化氢联合活化过硫酸盐，从而去除土壤中有机氯农药的技术。
【技术特征摘要】
1.一种活化过硫酸盐氧化处理有机氯农药污染土壤的方法，其特征在于，是利用亚铁离子与和过氧化氢联合活化过硫酸盐，从而去除土壤中有机氯农药的技术。2.根据权利要求1所述的一种活化过硫酸盐氧化处理有机氯农药污染土壤的方法，其特征在于，活化过硫酸盐氧化处理有机氯农药污染土壤的方法是按以下步骤进行的：先在反应器中加入有机氯农药污染土壤、可溶性二价铁盐，混合均匀后，再加入过硫酸盐和过氧化氢的混合水溶液，搅拌使其反应。3.根据权利要求1所述的一种活化过硫酸盐氧化处理有机氯农药污染土壤的方法，其特征在于，所述的过硫酸盐为过二硫酸盐，包括过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵。4.根据权利要求1所述的一种活化过硫酸盐氧化处理有机氯农药污染土壤的方法，其特征在于，所述的可溶性二价铁盐包括七水合硫...
【专利技术属性】
技术研发人员：董良飞，陈垚，张凤娥，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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