CN109382405A - 过硫酸盐-过氧化钙复合氧化修复土壤中多环芳烃的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环境治理技术领域,尤其涉及到一种过硫酸盐‑过氧化钙复合氧化修复土壤中多环芳烃的方法,包括将待测风干后的土壤过筛后与过氧化钙混匀,混匀后加入蒸馏水制成泥浆,在泥浆中依次加入草酸根离子,亚铁离子和过硫酸根离子,搅拌均匀得到泥浆反应液,将该泥浆反应液于暗处静置反应,反应结束后即可去除土壤中的多环芳烃。本发明技术方案可以有效去除土壤中多环芳烃(苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3‑cd)芘、二苯并(a,h)蒽),且多环芳烃去除率高,能保持土壤中性pH。
Description
技术领域
本发明涉及环境治理技术领域,尤其涉及到一种过硫酸盐-过氧化钙复合氧化修复土壤中多环芳烃的方法。
背景技术
土壤是生态系统的重要组成,是人类赖以生存的根本。但随着近现代工农业的发展,和人们环保意识的欠缺,大量的废气,废水等被不当排放,进入土壤系统,直接或者间接造成土壤污染,危害环境以及人类健康,多环芳烃(PAHs)是一种土壤污染中常见的高风险有机污染物。现发现已知的PAHs多达几百种,其中16种PAHs由于存在致癌、致畸和致突变性的“三致”效应而最受关注。
目前常见的土壤有机污染物氧化去除修复的方法,多为芬顿或者类芬顿氧化,由于芬顿氧化常常需要维持土壤较低的pH来保证反应的进行,对土壤理化性质破坏较为严重,并且通常采用过氧化氢作为氧化剂,但因其快速分解、不稳定、大量放热等特点,利用率较低,修复中不易控制,大规模使用还需要解决大量的问题。
发明内容
本发明鉴于上述技术问题,提供了一种过硫酸盐-过氧化钙复合氧化修复土壤中多环芳烃的方法,该方法解决上述技术问题所采用的技术方案为:
一种过硫酸盐-过氧化钙复合氧化修复土壤中多环芳烃的方法,其中,所述方法包括:
将待测风干后的土壤过筛后与过氧化钙混匀,混匀后加入蒸馏水制成泥浆,在泥浆中依次加入草酸根离子,亚铁离子和过硫酸根离子,搅拌均匀得到泥浆反应液,将该泥浆反应液于暗处静置反应,反应结束后即可去除土壤中的多环芳烃。
作为优选,上述的方法,其中,1kg风干后的土壤中过氧化钙添加量为5~60g。
作为优选,上述的方法,其中,泥浆反应液中过硫酸根离子浓度为0.05~0.6mol/L。
作为优选,上述的方法,其中,泥浆反应液中亚铁离子与过硫酸根离子的摩尔比为1:1~16,泥浆反应液中亚铁离子与草酸根离子的摩尔比为1:1~5。
作为优选,上述的方法,其中,亚铁离子以硫酸亚铁形式加入,草酸根离子以草酸钾形式加入,过硫酸根离子以过硫酸钠形式加入。
作为优选,上述的方法,其中,所述方法中土水比为1:1~4。
作为优选,上述的方法,其中,所述方法中静置反应的时间为3~5天。
上述技术方案具有如下优点或有益效果:
本发明技术方案提供了一种利用过硫酸盐-过氧化钙复合氧化去除土壤中多环芳烃的方法,该方法可以有效去除土壤中多环芳烃(苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽),且多环芳烃去除率高,能保持土壤中性pH。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步的说明,但是不作为本发明的限定。
本发明技术方案提供了一种可以利用过硫酸盐-过氧化钙复合氧化去除土壤中多环芳烃的方法,该方法可以有效去除土壤中多环芳烃(苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽),且多环芳烃去除率高,能保持土壤中性pH;其具体技术方案包括:
将待测风干后的土壤过筛后与过氧化钙混匀,混匀后加入蒸馏水制成泥浆,在泥浆中依次加入草酸根离子,亚铁离子和过硫酸根离子,搅拌均匀得到泥浆反应液,将该泥浆反应液于暗处静置反应3~5天,反应结束后即可去除土壤中的多环芳烃,该技术方案方法中土水比为1:1~4。
在一可选但非限制性的实施例中,其中,1kg风干后的土壤中过氧化钙添加量为5~60g,泥浆反应液中过硫酸根离子浓度为0.05~0.6mol/L;在本发明的实施例中,泥浆反应液中亚铁离子与过硫酸根离子的摩尔比为1:1~16,泥浆反应液中亚铁离子与草酸根离子的摩尔比为1:1~5。优选的,亚铁离子以硫酸亚铁形式加入,草酸根离子以草酸钾形式加入,过硫酸根离子以过硫酸钠形式加入。
具体的,从采集场地污染土样,将采集土样风干3天以上;将风干土样磨碎并充分打散混匀,并采用四分法取土,即将土壤分成四个对顶角的三角形,在每个三角形中分别取出100g土样,并将所得100g土壤放置于烧杯中;土壤中5种多环芳烃苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽含量分别为0.935mg/kg、1.44mg/kg、0.902mg/kg、1.075mg/kg和0.259mg/kg。
为使该氧化剂和土壤中多环芳烃充分接触,并确保不受其它物质干扰,在配置饱和态土壤之前,将称量好的氧化药剂放置于盛有土壤烧杯中,将其与土壤充分混匀,在所有土壤样品中均加入25ml去离子水,直至土壤至饱和状态;搅拌混匀,密封试验瓶。
总多环芳烃去除率:
将制备的污染场地土壤采用上述的处理方法进行处理,其中土水比,过氧化钙添加量(单位质量风干后土壤中所添加量),反应时间为4天,之后将处理后的土壤进行多环芳烃检测。
表1过氧化钙添加量对土壤中多环芳烃去除率的影响
表1
从表中,我们可以发现:
1)污染土壤中的5种多环芳烃(苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽)在未添加药剂时,5种多环芳烃在土壤中浓度分别为0.935mg/kg、1.44mg/kg、0.902mg/kg、1.075mg/kg和0.259mg/kg,5种多环芳烃检出浓度均高于修复目标值;
2)污染土壤中的5种多环芳烃(苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽)在氧化剂添加质量比为0.5%时,5种多环芳烃在土壤中浓度分别为0.511mg/kg、0.873mg/kg、0.558mg/kg、0.699mg/kg和0.161mg/kg。仅茚并(1,2,3-cd)芘的检出浓度低于修复目标值,其它4种多环芳烃浓度均高于修复目标值;
3)当氧化剂添加质量比为1.0%时,5种多环芳烃苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽在土壤中的检出浓度分别为0.322mg/kg、0.607mg/kg、0.385mg/kg、0.479mg/kg和0.11mg/kg。其中,仅二苯并(a,h)蒽的检出浓度高于修复目标值,其它4种多环芳烃浓度均低于修复目标值;
4)当氧化剂添加质量比为1.5%时,5种多环芳烃苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽在土壤中的检出浓度分别为0.215mg/kg、0.389mg/kg、0.252mg/kg、0.274mg/kg和0.063mg/kg,检出浓度均满足修复目标值。
综合考虑以上因素,认为1.5%的该氧化剂添加比例即可满足污染场地的修复目标值,在实验室条件下,污染土壤中添加此比例的药剂后,目标污染物浓度已降至远低于修复目标值的水平。
综上所述,本发明技术方案提供了一种利用过硫酸盐-过氧化钙复合氧化去除土壤中多环芳烃的方法,该方法可以有效去除土壤中多环芳烃(苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽),且多环芳烃去除率高,能保持土壤中性pH。
本领域技术人员应该理解,本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例,在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容,在此不予赘述。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施;任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例,这并不影响本发明的实质内容。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种过硫酸盐-过氧化钙复合氧化修复土壤中多环芳烃的方法,其特征在于,所述方法包括:
将待测风干后的土壤过筛后与过氧化钙混匀,混匀后加入蒸馏水制成泥浆,在泥浆中依次加入草酸根离子,亚铁离子和过硫酸根离子,搅拌均匀得到泥浆反应液,将该泥浆反应液于暗处静置反应,反应结束后即可去除土壤中的多环芳烃。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,1kg风干后的土壤中过氧化钙添加量为5~60g。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,泥浆反应液中过硫酸根离子浓度为0.05~0.6mol/L。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,泥浆反应液中亚铁离子与过硫酸根离子的摩尔比为1:1~16,泥浆反应液中亚铁离子与草酸根离子的摩尔比为1:1~5。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,亚铁离子以硫酸亚铁形式加入,草酸根离子以草酸钾形式加入,过硫酸根离子以过硫酸钠形式加入。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法中土水比为1:1~4。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法中静置反应的时间为3~5天。
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