一种土壤中3,3制造技术

本发明专利技术公开了一种土壤中3,3',4,4'

【技术实现步骤摘要】
一种土壤中3,3
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,4,4
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四氯联苯的降解方法


[0001]本专利技术属于土壤修复
，具体涉及一种土壤中3,3
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四氯联苯的降解方法。

技术介绍

[0002]多氯联苯(PCBs)是一种典型的持久性有机污染物，由于其优异的化学稳定性和热性能，被广泛应用于工业和消费品中，比如增塑剂、液压润滑剂、阻燃剂和传热液等。3,3
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四氯联苯(PCB77)是一种非邻位取代共面多氯联苯同源物，具有强化学稳定性、持久性、远距离迁移和生物累积性等类似二恶英类的性质
[1]。在生产、应用和处置过程中，大量的PCB77进入到环境样品中，包括水、土壤和空气。例如，在太湖地区的上层沉积物中检测到PCB77的浓度在21.1～48.6pg/g dw之间
[2]。实验研究表明，PCB77会严重损害生物体的胃肠功能、激素代谢、免疫系统和生殖系统等。同时，一些多氯联苯容易在有机组织中积聚，引起皮肤、内脏和脑部疾病，最终影响哺乳动物甚至人类的健康
[3]。目前，多氯联苯在土壤中的存在和分布以及其环境毒性已成为全球关注的环境问题。
[0003]去除多氯联苯的常用方法包括吸附、生物降解、光化学脱氯和高级氧化工艺(AOPs)
[4]。AOPs比物理和生物方法更经济有效，因此常用于去除土壤中的多氯联苯，其中AOPs通过产生的自由基将多氯联苯转化为危害较小的小分子产品
[5]。与其他氧化剂相比，过硫酸盐(PS)具有氧化性强、稳定性高、对天然有机物亲和力低的优点，常用于去除土壤中难降解有机污染物
[6]。然而，土壤中PCB77只能在高浓度PS情况下达到有效降解，且PS的氧化能力需要通过光、热、过量金属等进行活化增强。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种3,3
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四氯联苯的降解方法，实现土壤中PCB77的高效降解，同时节省成本，减少对土壤的二次污染。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0006]一种土壤中3,3
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四氯联苯的降解方法，包括如下步骤：
[0007](1)将待处理的土壤与硫化亚铁混合均匀，然后加入过硫酸盐水溶液，搅拌状态下进行氧化反应；
[0008](2)步骤(1)氧化反应体系中，加入高锰酸钾，充分反应从而去除土壤中的3,3
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四氯联苯。
[0009]优选地，步骤(1)中，所述的硫化亚铁用量为100～200mg/g土壤，优选126mg/g土壤。
[0010]优选地，步骤(1)中，所述的过硫酸盐水溶液的浓度为0.5～1.0M，待处理土壤与过硫酸盐水溶液的质量体积比为0.1g/0.1mL～1mL，优选0.1g土壤/0.5mL过硫酸盐水溶液。
[0011]优选地，步骤(1)中，搅拌采用磁力搅拌，搅拌速率为100～300rpm。
[0012]优选地，步骤(1)中，氧化反应的条件为20～25℃，连续搅拌4～5小时。
[0013]优选地，步骤(2)中，所述高锰酸钾按照在反应体系中的浓度为0.2～0.5M，优选0.2M。
[0014]优选地，步骤(2)中，反应温度为20～25℃，继续反应时间为4～5小时。
[0015]有益效果：
[0016]本专利技术可以解决单一的FeS/PS体系对土壤中PCB77无法完全降解的问题。以及单独高锰酸钾氧化以及高锰酸钾活化PS对土壤中PCB77降解效果不高的问题。通过FeS活化PS对PCB77进行氧化，随后在适当的时间加入氧化剂高锰酸钾，解决了剩余PCB77难以降解的问题，且效果显著高于补加PS、FeS和PS+FeS。
附图说明
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0018]图1是FeS活化PS对土壤中PCB77的降解效果。
[0019]图2是FeS/PS体系中FeS含量对土壤PCB77降解的影响。
[0020]图3是单独的KMnO4和KMnO4活化PS对土壤中PCB77的降解效果。
[0021]图4是在FeS/PS反应体系反应到4小时添加氧化剂PS、FeS、PS+FeS或者KMnO4对PCB77降解的效果。
[0022]图5是FeS/PS/KMnO4体系中KMnO4浓度对土壤中PCB77降解的影响。
[0023]图6是不同时间加入KMnO4对土壤中PCB77的降解效果。
具体实施方式
[0024]根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。
[0025]实施例1
[0026]硫化亚铁(FeS)是一种环境中普遍存在的亚稳态无毒矿物，在工业上易于合成，可以作为Fe
2+
的来源来激活PS，由于FeS不溶于水，可以保持低浓度的Fe
2+
，克服了反应过程中表面钝化和氧化剂利用效率低的问题。反应之后，FeS最终转化为更稳定的铁硫矿物，如褐铁矿和黄铁矿。因此，FeS活化PS可能是一种有效的处理PCB77污染土壤的氧化方法。FeS作为Fe
2+
的来源通过活化PS产生活性氧化物质硫酸根自由基和羟基自由基对有机污染物起主要的攻击作用。
[0027]本专利技术首先使用FeS活化浓度为1.0M的PS对土壤中PCB77进行降解，具体实验过程如下：称取0.1g被PCB77污染的土壤样品加入到25mL的圆底玻璃管中，土壤中PCB77的含量为12mg/kg。向土壤中加入12.6mg的FeS固体粉末，晃动玻璃管使FeS粉末与土壤混匀。然后将0.50mL浓度为1.0M的PS溶液加入圆底玻璃管中，放入搅拌子然后放在磁力搅拌器上以180rpm的转速进行搅拌，室温20～25℃下开启氧化反应。经过0、2、4、6、8h后加入过量的硫代硫酸钠终止氧化反应。向反应后的土壤加入2mL正己烷超声萃取50min，再搅拌10min，将有机相转移到1.5mL的进样瓶中，用气相色谱仪进行测定土壤中剩余的PCB77含量。效果如下图1所示。
[0028]可以看出，土壤中PCB77只能在高浓度PS情况下达到有效降解，在PS浓度为1.0M和
FeS为126.0mg/g土壤的条件下，随着时间的延长，氧化剂被消耗，剩余的底物难以被继续去除，8小时后PCB77的降解率只能达到50.27％。所以需要找到氧化剂消耗后增加能对底物有效降解的氧化剂较为重要。
[0029]通过改变FeS的添加量来探究FeS对FeS/PS体系氧化降解土壤中PCB77的影响，具体实验过程如下：
[0030]FeS的添加量分别为0、12.6mg、63.0mg和126mg，即按照1g待处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤中3,3',4,4'
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四氯联苯的降解方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将待处理的土壤与硫化亚铁混合均匀，然后加入过硫酸盐水溶液，搅拌状态下进行氧化反应；(2)步骤(1)氧化反应体系中，加入高锰酸钾，充分反应从而去除土壤中的3,3',4,4'
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四氯联苯。2.根据权利要求1所述的土壤中3,3',4,4'
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四氯联苯的降解方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的硫化亚铁用量为100～200mg/g土壤，优选126mg/g土壤。3.根据权利要求1所述的土壤中3,3',4,4'
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四氯联苯的降解方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的过硫酸盐水溶液的浓度为0.5～1.0M，待处理土壤与过硫酸盐水溶液的质量体积比为0.1g/0...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲瑞娟，卜悦，吴楠楠，郭瑞雪，孙平，周东美，王遵尧，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：