CN105537263A - 一种石油烃污染土壤的修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油烃污染土壤的修复方法，该方法采用铁碳微电解法对石油烃污染土壤中的石油烃进行电解处理，降解石油烃，使石油烃污染土壤得到修复。具体采用如下步骤：1）获取经破碎待修复的石油烃污染土壤，在石油烃污染土壤中加入碳粉和铁粉并充分混合，使混合后的石油烃污染土壤中碳粉的含量为0.6%~4.0%，铁粉的含量为0.6%~4.0%；2）保持石油烃污染土壤的温度在20℃~40℃范围内，使碳粉和铁粉在石油烃污染土壤中发生电解反应；3）每隔3~4天采用气相色谱法检测石油烃污染土壤中的石油烃含量，直到石油烃污染土壤中的石油烃含量低于允许值，完成对石油烃污染土壤的修复。本发明具有适用范围广，处理时间相对较短，原料易得，成本较低，实用性好等优点。

Description

一种石油烃污染土壤的修复方法

技术领域

本发明涉及石油污染土壤治理领域，特别的涉及一种石油烃污染土壤的修复方法。

背景技术

随着我国城市化的快速发展及“退二进三”政策下的产业结构调整，城市中大量工业企业需要关闭或搬迁，工业用地将被重新规划为商业或居住用地等。因为此类场地曾作为工业用途，场地内土壤都受到不同程度的污染，根据国发[2011]35号“被污染场地再次进行开发利用的，应进行环境评估和无害化治理”的要求，需要对场地内的土壤进行修复，其中有不少场地是受到石油烃的污染。

石油类物质的水溶性一般很小，土壤颗粒吸附石油类物质后不易被水浸润，使土壤透水性降低、透水量下降、透气性变差；石油烃积累会堵塞土壤空隙，改变土壤有机质的组成和结构，引起土壤有机质的碳氮比和碳磷比的变化，抑制植物生长，从而间接影响土壤的特性。石油烃经雨水冲刷、渗透流动造成污染迁移扩散，裸露土壤中的石油烃向空气中挥发和扩散，会对农作物、牲畜、人造成范围更广的危害。

石油烃污染土壤恢复周期长，影响范围广，石油烃污染对人类的生存环境及人居安全造成了重要影响，因此石油烃污染土壤的修复越来越受到人们的关注。研究石油烃污染土壤的修复技术，实现石油烃污染土壤的可行的、高效、低成本修复，对目前缓解石油烃污染土壤对人类的生存环境及人居安全造成的危害的有重要意义。

目前，石油烃污染土壤的修复技术主要有生物修复技术、植物修复技术及物理化学修复技术等。

采用生物修复技术和植物修复技术处理石油烃及有机污染土壤，相对占地面积大，处理周期较长（一般需几个月），处理成本相对比较低，主要用于处理总石油烃污染程度较低的土壤。生物处理技术中微生物菌种选择对修复周期及修复效果非常重要，且适应性好的菌种培养较难。

物理化学修复技术中的水泥窑协同处理技术，处理石油烃污染土壤占地面积较小，处理时间较短，不受总石油烃含量的影响，但暂存时间长、对总石油烃污染土壤前处理要求较高，且受水泥产品质量影响。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种处理时间相对较短，原料易得，成本较低，实用性好的石油烃污染土壤的修复方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种石油烃污染土壤的修复方法，其特征在于，该方法采用铁碳微电解法对待修复的石油烃污染土壤中的石油烃进行电解处理，降解石油烃，使石油烃污染土壤得到修复。

铁碳微电解法又常称为内电解法，碳铁在水的作用下形成许多原电池，利用微电解处理有机污染物的过程实际上是内部和外部双重电解的过程。由于碳的电位高于铁，碳粒会形成许许多多的微阴极；铁的的电位较低，成为微阳极。铁中含有微量的碳化铁，当电极材料浸没在电解质溶液中时，碳化铁和纯铁之间存在明显的氧化还原电势差，这样在铁屑内部就形成了许多细微的原电池。纯铁作为原电池的阳极，碳化铁作为原电池的阴极；此外，铁屑和其周围的碳粉又会形成较大的原电池，实现对土壤中有机污染物进行降解，因此可以利用铁碳微电解法修复石油烃污染土壤。采用铁碳微电解法对石油烃污染土壤进行修复，不受总石油烃含量的影响，适用范围广。

作为优化，具体采用如下步骤：

1）获取待修复的石油烃污染土壤，在石油烃污染土壤中加入碳粉和铁粉并充分混合，使混合后的石油烃污染土壤中碳粉的含量为0.6%~4.0%，铁粉的含量为0.6%~4.0%；

2）保持石油烃污染土壤的温度在20℃~40℃范围内，使碳粉和铁粉在石油烃污染土壤中发生电解反应；

3）每隔3~4天采用气相色谱法检测石油烃污染土壤中的石油烃含量，直到石油烃污染土壤中的石油烃含量低于允许值，完成对石油烃污染土壤的修复。

采用上述方法处理石油烃污染土壤，由于土壤含有一定电解质，在石油烃污染土壤加入碳粉和铁粉并充分混合，使碳粉、铁粉以及土壤中含有的电解质共同形成许多细微的原电池，对待处理的石油烃污染土壤内的石油烃进行降解。该方法使用的碳粉和铁粉比较容易获得，使得石油烃污染土壤的修复成本降低，实用性较好。

作为优化，所述步骤1中还包括在混合前加入铁盐，使混合后的石油烃污染土壤中铁盐的含量为0.6%~4.0%。根据待处理的石油烃污染土壤的类型不同，土壤中含有的电解质的含量也不尽相同，在石油烃污染土壤中加入铁盐，可以增加土壤中的电解质含量，使得碳粉和铁粉在电解质中更易形成原电池，提高铁碳微电解反应的速度，提高修复效率。

作为优化，所述步骤2中还包括在石油烃污染土壤中加入适量的水，使得土壤含水率保持在15%~25%。这样，在石油烃污染土壤中加入适量的水，有利于是土壤更加的湿润，提高土壤的导电性，促进铁碳微电解反应发生，提高土壤的修复效率，使得土壤的修复时间相对较短。

作为优化，所述铁盐为硫酸铁或硝酸铁。硫酸铁和硝酸铁易于获取，有利于降低石油烃污染土壤的修复成本。

作为优化，所述碳粉和铁粉的粒径大小为0.15?2.0mm。这样，采用上述粒径的碳粉和铁粉，可以提高土壤中气、液、固三相充分接触，提高处理效率。

综上所述，本发明具有适用范围广，处理时间相对较短，原料易得，成本较低，实用性好等优点。

附图说明

图1为硝酸铁含量与总石油烃含量的曲线图。

图2为铁粉含量与总石油烃含量的曲线图。

图3为不同电解质与总石油烃含量的曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

本发明的最佳实施例为：一种石油烃污染土壤的修复方法，该方法采用铁碳微电解法对待修复的石油烃污染土壤中的石油烃进行电解处理，降解石油烃，使石油烃污染土壤得到修复。

铁碳微电解法又常称为内电解法，碳铁在水的作用下形成许多原电池，利用微电解处理有机污染物的过程实际上是内部和外部双重电解的过程。由于碳的电位高于铁，碳粒会形成许许多多的微阴极；铁的的电位较低，成为微阳极。铁中含有微量的碳化铁，当电极材料浸没在电解质溶液中时，碳化铁和纯铁之间存在明显的氧化还原电势差，这样在铁屑内部就形成了许多细微的原电池。纯铁作为原电池的阳极，碳化铁作为原电池的阴极；此外，铁屑和其周围的碳粉又会形成较大的原电池，实现对土壤中有机污染物进行降解，因此可以利用铁碳微电解法修复石油烃污染土壤。采用铁碳微电解法对石油烃污染土壤进行修复，不受总石油烃含量的影响，适用范围广。

其中，具体采用如下步骤：

1）获取待修复的石油烃污染土壤，在石油烃污染土壤中加入碳粉和铁粉并充分混合，使混合后的石油烃污染土壤中碳粉的含量为0.6%~4.0%，铁粉的含量为0.6%~4.0%；

2）保持石油烃污染土壤的温度在20℃~40℃范围内，使碳粉和铁粉在石油烃污染土壤中发生电解反应；

3）每隔3~4天采用气相色谱法检测石油烃污染土壤中的石油烃含量，直到石油烃污染土壤中的石油烃含量低于允许值，完成对石油烃污染土壤的修复。

采用上述方法处理石油烃污染土壤，由于土壤含有一定电解质，在石油烃污染土壤加入碳粉和铁粉并充分混合，使碳粉、铁粉以及土壤中含有的电解质共同形成许多细微的原电池，对待处理的石油烃污染土壤内的石油烃进行降解。该方法使用的碳粉和铁粉比较容易获得，使得石油烃污染土壤的修复成本降低，实用性较好。

其中，所述步骤1中还包括在混合前加入铁盐，使混合后的石油烃污染土壤中铁盐的含量为0.6%~4.0%。根据待处理的石油烃污染土壤的类型不同，土壤中含有的电解质的含量也不尽相同，在石油烃污染土壤中加入铁盐，可以增加土壤中的电解质含量，使得碳粉和铁粉在电解质中更易形成原电池，提高铁碳微电解反应的速度，提高修复效率。

其中，所述步骤2中还包括在石油烃污染土壤中加入适量的水，使得土壤含水率保持在15%~25%。这样，在石油烃污染土壤中加入适量的水，有利于是土壤更加的湿润，提高土壤的导电性，促进铁碳微电解反应发生，提高土壤的修复效率，使得土壤的修复时间相对较短。

其中，所述铁盐为硫酸铁或硝酸铁。硫酸铁和硝酸铁易于获取，有利于降低石油烃污染土壤的修复成本。

其中，所述碳粉和铁粉的粒径大小为0.15?2.0mm。这样，采用上述粒径的碳粉和铁粉，可以提高土壤中气、液、固三相充分接触，提高处理效率。

下面采用上述方法对石油烃污染土壤进行处理，验证不同物质的参数以及不同电解质对铁碳微电解处理土壤中总石油烃的影响。

具体实施时，如图1~图3所示：处理过程中，石油烃污染土壤的原料来源于重庆某厂搬迁后遗留场地内石油烃污染土壤，土壤为沙质土壤，分析方法采用HJ350-2007（附录E）提供的气相色谱法，以HJ350-2007中的土壤质量评价标准A级标准（总石油烃含量≤1000mg/kg）作为修复效果评价标准。

一、硝酸铁用量对铁碳微电解处理土壤中总石油烃的影响

取50克污染土样品（原土石油烃含量9689mg/kg），加入质量百分含量为2%碳粉和2%铁粉，分别加入不同质量含量的硝酸铁（电解质），同时加入适量水使土壤含水率在20%左右，实验结果如表1所示。结果表明当硝酸铁用量大于2.0%时，经过480小时后土壤中总石油烃（TPH）含量可达到HJ350-2007要求的土壤质量评价标准A级标准（≤1000mg/kg）。

表1硝酸铁用量对铁碳微电解处理土壤中总石油烃的影响

二、铁粉用量对铁碳微电解处理土壤中总石油烃的影响

取50克污染土样品（原土石油烃含量9689mg/kg），加入质量百分含量为2%碳粉和2%硝酸铁（电解质），分别加入不同质量含量的铁，同时加入适量水使土壤含水率在20%左右，实验结果如表2所示。结果表明当铁粉用量大于2.0%时，经过432小时后土壤中总石油烃（TPH）含量可达到HJ350-2007要求的土壤质量评价标准A级标准（≤1000mg/kg）。

表2铁粉用量对铁碳微电解处理土壤中总石油烃的影响

三、不同电解质对铁碳微电解处理土壤中总石油烃的影响

取50克污染土样品（原土石油烃含量9689mg/kg），加入质量百分含量为2%碳粉和2%铁粉，分别加入质量含量为2%电解质（为了便于比较其中一组未加电解质），同时加入适量水使土壤含水率在20%左右，实验结果如表3所示。结果表明，几种电解质中，铁盐对土壤中石油烃的降解促进作用明显，氯化钠、碳酸钾的作用不明显。土壤修复过程中加入铁盐为电解质时经过432小时后土壤中总石油烃（TPH）含量可达到HJ350-2007要求的土壤质量评价标准A级标准（≤1000mg/kg）。

表3不同电解质对铁碳微电解处理土壤中总石油烃的影响

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种石油烃污染土壤的修复方法，其特征在于，该方法采用铁碳微电解法对待修复的石油烃污染土壤中的石油烃进行电解处理，降解石油烃，使石油烃污染土壤得到修复。

2.如权利要求1所述的石油烃污染土壤的修复方法，其特征在于，具体采用如下步骤：

1）获取经破碎待修复的石油烃污染土壤，在石油烃污染土壤中加入碳粉和铁粉并充分混合，使混合后的石油烃污染土壤中碳粉的含量为0.6%~4.0%，铁粉的含量为0.6%~4.0%；

2）保持石油烃污染土壤的温度在20℃~40℃范围内，使碳粉和铁粉在石油烃污染土壤中发生电解反应；

3）每隔3~4天采用气相色谱法检测石油烃污染土壤中的石油烃含量，直到石油烃污染土壤中的石油烃含量低于允许值，完成对石油烃污染土壤的修复。

3.如权利要求2所述的石油烃污染土壤的修复方法，其特征在于，所述步骤1中还包括在混合前加入铁盐，使混合后的石油烃污染土壤中铁盐的含量为0.6%~4.0%。

4.如权利要求2所述的石油烃污染土壤的修复方法，其特征在于，所述步骤2中还包括在石油烃污染土壤中加入适量的水，使得土壤含水率保持在15%~25%。

5.如权利要求3所述的石油烃污染土壤的修复方法，其特征在于，所述铁盐为硫酸铁或硝酸铁。

6.如权利要求2所述的石油烃污染土壤的修复方法，其特征在于，所述碳粉和铁粉的粒径大小为0.15?2.0mm。