CN108284127A

CN108284127A - 一种修复高浓度苯并芘污染土壤的方法

Info

Publication number: CN108284127A
Application number: CN201810289972.5A
Authority: CN
Inventors: 李悦; 王郑同; 陈虹羽; 张利红; 侯伟
Original assignee: Liaoning University
Current assignee: Liaoning University
Priority date: 2018-04-03
Filing date: 2018-04-03
Publication date: 2018-07-17

Abstract

一种修复高浓度苯并芘污染土壤的方法，制备高浓度苯并芘污染土壤；将硅藻土、尿素、壳聚糖、磷酸脲和去离子水搅拌；加入污染土壤搅拌，去除滤液；加入羧甲基纤维素、沸石粉、赤泥和去离子水，加热，搅拌，去除滤液；5）、加入乙二胺四乙酸、硫酸钾、磷酸钙和去离子水，搅拌，去除滤液；6）、制备动物壳体粉末；7）、动物壳体粉末与钠，去离子水，搅拌，去除滤液；8）、污染土面上覆盖塑料保护膜，静置至完成固化修复；9）、测定处理后的土壤中的苯并芘的含量。该方法可快速有效地降解土壤中高浓度苯并芘的污染物，缩短污染土壤的修复周期，修复成本低，不造成二次污染，简单易行，可提高污染场地土壤的肥力，适用于各种规模苯并芘污染场地的修复。

Description

一种修复高浓度苯并芘污染土壤的方法

技术领域

本发明涉及一种修复高浓度苯并芘污染土壤的方法。

背景技术

苯并[a]芘(Benzo[a]pyrene, B[a]P)是具有5环结构的、世界公认的强致癌性多环芳烃(PAHs)污染物。因此，苯并[a]芘早被美国环保局列入优先控制有毒有机污染物的黑名单。它常存在于石油污染物中，通过石油开采与运输过程的泄漏、石油污染水灌溉及大气飘尘的沉降等途径进入土壤，由于B[a]P具有较高的辛醇－水分配系数和较高的蒸汽压，在自然环境中很难降解，因此很容易在土壤等环境中积累，造成土壤污染。

在水体，土壤和作物中B[a]P都容易残留。我国石油污灌区土壤中B[a]P的含量高达29~30μg/g。清灌区土壤中的B[a]P含量＜10ng/g，而污灌后土壤B[a]P含量则从100~500ng/g¹提高至2444~7000ng/g，污染土壤B[a]P的质量分数可高出清洁土壤几十倍，甚至几百倍。许多国家都进行过土壤中B[a]P含量调查，残留浓度取决于污染原的性质与距离，在繁忙的公路两旁的土壤中B[a]P含量为2.0mg/kg，在炼油厂附近土壤中是200mg/kg；被煤焦油，沥青污染的土壤中，可以高达650mg/kg，食物中的B[a]P残留浓度取决于附近是否有工业区或交通要道。进入食物链的量决定于烹调方法，不适当的油炸可能使B[a]P含量升高，但进入人体组织后，分解速度比较快。水中的B[a]P主要是由于工业“三废”排放。残留时间一般不太长，特别在阳光和微生物影响下，数小时内就被代谢和降解。水生生物对B[a]P的富集系数不高，在0.1μg/L浓度水中鱼对BaP的富集系数35天为61倍，清除75%的时间为5天。

高浓度(>1000mg/kg)B[a]P污染土壤，将会给生态系统和人体健康带来危害，因此对高浓度(>1000mg/kg)B[a]P污染土壤进行修复特别是生物修复已成为国际研究的热点之一。目前常见B[a]P污染土壤的修复方法都是针对一般中低浓度B[a]P污染土壤的修复方法，对于高浓度(>1000mg/kg)B[a]P污染土壤的修复方法还未见报道，因此有必要探索一种处理高浓度苯并芘污染土壤的修复技术和工艺，将土壤中高浓度B[a]P吸收、降解、转化和去除，使B[a]P的浓度降低到可接受的水平，或将其转化为无毒无害的物质，恢复受污染生态系统的正常功能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种处理高浓度(>1000mg/kg)苯并芘污染土壤的修复技术和工艺，用本发明的方法处理高浓度苯并芘污染土壤，可显著修复高浓度苯并芘污染的土壤，且具有工序简单易于操作、经济环保、不产生二次污染及成本低的特点，便于大面积处理。

本发明采用的技术方案是：

一种修复高浓度苯并芘污染土壤的方法，包括以下步骤：

1）、制备高浓度苯并芘污染土壤；

2）、将100～300mg硅藻土、100～150mg尿素、20～50mg壳聚糖、10～30g磷酸脲和3000～4000g去离子水混合搅拌；

3）、向步骤2）中加入步骤1）制备的污染土壤2000～4000g搅拌、过滤，去除滤液；

4）、步骤3）后向其中加入30～60mg羧甲基纤维素、50～100mg沸石粉、20～50g赤泥和1000～2000g去离子水，加热至70～90℃搅拌，过滤，去除滤液；

5）、步骤4）后向其中加入30～60mg乙二胺四乙酸、10～30g硫酸钾、50～100mg磷酸钙和1000～2000g去离子水，搅拌，过滤，去除滤液；

6）、制备动物壳体粉末；

7）、加入步骤6）中动物壳体粉末与钠5～10mg，去离子水1000～2000g，搅拌，过滤，去除滤液；

8）、最后在高浓度苯并芘污染土面上覆盖一层塑料保护膜，静置48小时，完成固化修复；

9）、测定处理后的土壤中的苯并芘的含量。

所述的步骤1）的制备方法为：根据组分质量之比配比制备>1000mg/kg高浓度苯并芘溶液，然后高浓度苯并芘溶液与干土混合均匀即得到高浓度苯并芘污染土。

所述的步骤2）中的搅拌时间为30-60分钟。

所述的步骤3）中污染土壤在转速为500-800r/min下搅拌30-40分钟。

所述的步骤4）中搅拌时间为40-60min。

所述的步骤5）中在转速500-800r/min下搅拌10-30分钟。

所述的步骤6）为：取用废弃贝壳洗净、烘干、研磨，并用100～300目目筛筛选，得到均匀贝壳粉待用；取用花生壳、秸秆粉、核桃壳分别洗净、烘干、研磨，并用100～300目目筛筛选，得到均匀花生壳粉、核桃壳粉待用；

所述的步骤7）中，花生壳粉100～200mg、贝壳粉500～1000mg、秸秆粉100～200mg、和核桃壳粉10～30g，搅拌时间为20-30分钟。

本发明的有益效果是：

在修复高浓度(>1000mg/kg)苯并芘的污染土壤的同时能净化空气、水体和土壤，生态效益较为显著；可减少高浓度苯并芘污染物向大气、土壤和水体中迁移；价格低廉；应用范围广，适用于大面积、污染严重的区域。

1) 快速有效地降解土壤中高浓度苯并芘的污染物，缩短污染土壤的修复周期；

2) 不产生二次污染；

3) 简单易行；

4) 提高污染场地土壤的肥力，

5) 便于大面积处理：本发明成本低、工艺简单，便于大面积处理；

6) 为于高浓度(>1000mg/kg)苯并芘等多环芳烃有机物污染土壤的修复提供先进的技术支撑。

附图说明

图1是实施例1中处理后不同时间土壤中苯并芘的去除率。

具体实施方式

实施例1 一种修复高浓度苯并芘污染土壤的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）、根据组分质量之比配比制备>1000mg/kg高浓度苯并芘溶液，然后高浓度苯并芘溶液与干土混合均匀即得到高浓度苯并芘污染土；

2）、将100～300mg硅藻土、100～150mg尿素、20～50mg壳聚糖、10～30g磷酸脲和3000～4000g去离子水混合搅拌30-60分钟；

3）、向步骤2）中加入步骤1）制备的污染土壤2000～4000g转速为500-800r/min下搅拌30-40分钟、过滤，去除滤液；

4）、步骤3）后向其中加入30～60mg羧甲基纤维素、50～100mg沸石粉、20～50g赤泥和1000～2000g去离子水，加热至70～90℃搅拌时间为40-60min，过滤，去除滤液；

5）、步骤4）后向其中加入30～60mg乙二胺四乙酸、10～30g硫酸钾、50～100mg磷酸钙和1000～2000g去离子水，在转速500-800r/min下搅拌10-30分钟，过滤，去除滤液；

6）、取用废弃贝壳洗净、烘干、研磨，并用100～300目目筛筛选，得到均匀贝壳粉待用；取用花生壳、秸秆粉、核桃壳分别洗净、烘干、研磨，并用100～300目目筛筛选，得到均匀花生壳粉、核桃壳粉待用；

7）、加入步骤6）中花生壳粉100～200mg、贝壳粉500～1000mg、秸秆粉100～200mg和核桃壳粉10～30g，与钠5～10mg，去离子水1000～2000g，搅拌时间为20-30分钟，过滤，去除滤液；

9）、测定处理后的土壤中的苯并芘的含量。

二、材料与结果

1、材料选用：

在温室进行土壤苯并芘污染模拟盆栽试验，每处理每盆分别根据组分质量之比配比制备高浓度苯并芘，将一定量的苯并芘经丙酮溶解后，均匀洒在土样表层，待丙酮挥发后，多次搅拌、混匀，制备高浓度苯(>1000mg/kg)苯并芘污染土壤，本发明方法与污染土壤混合搅拌，其他管理条件一致，温室的温度均控制在38℃±3℃、湿度为45%±3%，修复到12、24、36、48、60、72h后结束试验。随机分成四组。

组1：采用上述本发明的方法。

组2：与上述方法相同，不同点在于：不采用本发明的步骤4，而采用本发明的步骤1、2、3、5、6、7、8、9，直接在高浓度苯并芘污染土壤上修复处理。

组3：与上述方法相同，不同点在于：不采用本发明的步骤5，而采用本发明的步骤1、2、3、4、6、7、8、9，直接在高浓度苯并芘污染土壤上修复处理。

组4：与上述方法相同，不同点在于：不采用本发明的步骤7，而采用本发明的步骤1、2、3、4、5、6、8、9，直接在高浓度苯并芘污染土壤上修复处理。

2、结果

结果如图1。

由图1可见，各个处理组中以48小时修复效果最好，苯并芘的去除率最高；超过48小时修复效果逐渐减低。不采用本发明的步骤4、5、7，48小时修复后苯并芘的去除率分别为15.8%、25.4%、55.8%；采用本发明方法，特别是本发明的步骤4、5、7等方法，经48小时修复后效果最好，土壤中苯并芘的去除率可达70.2%。采用本发明方法可快速有效地降解土壤中高浓度苯并芘的污染物，缩短污染土壤的修复周期，修复成本低，不造成二次污染，简单易行，可提高污染场地土壤的肥力，适用于各种规模苯并芘污染场地的修复。可适用于高浓度苯并芘等多环芳烃有机物复合污染土壤的修复，具有较大的推广价值。

Claims

1.一种修复高浓度苯并芘污染土壤的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）、制备高浓度苯并芘污染土壤；

6）、制备动物壳体粉末；

9）、测定处理后的土壤中的苯并芘的含量。

2.如权利要求1所述的修复高浓度苯并芘污染土壤的方法，其特征在于：所述的步骤1）的制备方法为：根据组分质量之比配比制备>1000mg/kg高浓度苯并芘溶液，然后高浓度苯并芘溶液与干土混合均匀即得到高浓度苯并芘污染土。

3.如权利要求1所述的修复高浓度苯并芘污染土壤的方法，其特征在于：所述的步骤2）中的搅拌时间为30-60分钟。

4.如权利要求1所述的修复高浓度苯并芘污染土壤的方法，其特征在于：所述的步骤3）中污染土壤在转速为500-800r/min下搅拌30-40分钟。

5.如权利要求1所述的修复高浓度苯并芘污染土壤的方法，其特征在于：所述的步骤4）中搅拌时间为40-60min。

6.如权利要求1所述的修复高浓度苯并芘污染土壤的方法，其特征在于：所述的步骤5）中在转速500-800r/min下搅拌10-30分钟。

7.如权利要求1所述的修复高浓度苯并芘污染土壤的方法，其特征在于：所述的步骤6）为：取用废弃贝壳洗净、烘干、研磨，并用100～300目目筛筛选，得到均匀贝壳粉待用；取用花生壳、秸秆粉、核桃壳分别洗净、烘干、研磨，并用100～300目目筛筛选，得到均匀花生壳粉、核桃壳粉待用。

8.如权利要求1所述的修复高浓度苯并芘污染土壤的方法，其特征在于：所述的步骤7）中，花生壳粉100～200mg、贝壳粉500～1000mg、秸秆粉100～200mg、和核桃壳粉10～30g，搅拌时间为20-30分钟。