CN109570211A - 一种修复有机污染土壤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种修复有机污染土壤的方法，属于污染土壤再生技术领域。向有机污染土壤中先加入有机溶剂，再以5～10g/min的速率缓慢加入水，形成水包油型微乳液，然后离心分离得到经修复后的有机污染土壤。相比于使用醇类、表面活性剂等作为淋洗液对污染土壤进行淋洗修复，本发明将土壤中有机污染物作为油相，调配油相/有机溶剂/水于合适比例，形成水包油型微乳液，可有效去除有机污染物，形成的微乳液还可进一步增溶污染物，提高了有机污染土壤的修复效率，增大难溶有机物溶解度，减少表面活性剂用量，也降低淋洗液在土壤中的残留量，减轻对土壤的危害。
Description
技术领域
本发明涉及一种修复有机污染土壤的方法，属于污染土壤再生技术领域。
背景技术
土壤的有机污染问题已成为全世界广泛关注的环境问题之一。
土壤中有机污染物包括芳香族化合物、多氯代有机物、农药、石油等，其中大部分污染物具有难溶性、毒性、致突变、致癌的性质，对人体健康和生态系统有着巨大的危害。近年来，我国开始逐渐关注有机物造成的土壤污染问题，并进行土壤有机污染修复技术的研究。有机污染土壤的修复技术主要有物理修复、化学修复、物理化学修复和生物修复四大类。物理修复中土壤气相抽提和热解吸应用最广泛，土壤气相抽提技术主要用于处理卤代和非卤代挥发性和半挥发性有机物降解中，但对低挥发性有机物和有机农药等的处理效果较差；热解吸技术处理卤代有机物和非卤代半挥发性有机物、多氯联苯和高浓度疏水性液体等污染物效果较好，但会破坏土壤结构和生物系统。微生物修复技术常用于降解土壤中的石油烃，对环境友好，但修复周期长。化学修复中研究较多的是土壤淋洗技术，因为其方法简单、处理量大、修复效果好、成本低等优点，在土壤修复中应用广泛。但由于淋洗液用量大，且在结构紧实的土壤中处理效果会较差，淋洗后会在土壤中残留，淋洗液中的某些组分可能会对土壤造成二次污染。考虑到上述问题，微乳液在有机污染土壤修复方面逐渐得到应用。
微乳液是由水(水溶液)、油、表面活性剂/助表面活性剂在适当比例下自发形成的分散粒径在纳米级的热力学稳定的、光学上各向同性的透明或半透明体系，具有极强的增溶及乳化能力，增溶难溶有机物的能力远大于胶束溶液，且微乳克服了常规乳液容易分相且不稳定的问题，具有超低的界面张力。有机污染物与进入环境中的表面活性剂易形成微乳液，从而进一步影响环境中有机污染物的迁移和转化行为。
CN104998897A公开了一种表面活性剂复配修复石油烃污染土壤的方法，该方法采用非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂进行复配，表面活性剂量消耗大、且在土壤中易残留造成二次污染；CN104307860A公开了一种梯式修复氯代有机物污染土壤的方法，该方法先采用生物表面活性剂淋洗土壤，再向淋洗完成后的土壤中加入微生物降解菌，表面活性剂消耗量较大、处理周期长；CN104826863A公开了一种利用超声和表面活性剂去除土壤中苯并芘的方法，该方法使用表面活性剂增溶苯并芘，再使用去离子水对处理后土壤进行超声处理，去除残留在土壤中的表面活性剂，该方法处理量较小，成本较高、且处理污染物类型有限。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种修复有机污染土壤的方法。相比于使用醇类、表面活性剂等作为淋洗液对污染土壤进行淋洗修复，本发明将土壤中有机污染物作为油相，调配油相/有机溶剂/水于合适比例，形成水包油型微乳液，可有效去除有机污染物，形成的微乳液还可进一步增溶污染物，提高了有机污染土壤的修复效率，增大难溶有机物溶解度，减少表面活性剂用量，也降低淋洗液在土壤中的残留量，减轻对土壤的危害。本发明通过以下技术方案实现。
一种修复有机污染土壤的方法，其具体步骤包括：
向有机污染土壤中先加入有机溶剂，再以5～10g/min的速率缓慢加入水，形成水包油型微乳液，然后离心分离得到经修复后的有机污染土壤。
所述有机污染土壤中包括芳香族化合物、多氯代有机物、农药或石油污染物。
所述有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇或二甲基亚砜。有机溶剂均为市购分析纯试剂。
所述有机溶剂加入量为每1g有机污染土壤需加入有机溶剂0.4~6g。
所述水加入量为每1g有机污染土壤需加入水0.3999~5.999g。
本发明利用“乌佐效应”对有机污染土壤进行修复，“乌佐效应”指在富含水的乌佐溶液中，无需搅拌或加入表面活性剂，先将油溶于溶剂中形成澄清、单相溶液，后缓慢加入水，将溶剂含量稀释至所需比例，液滴聚结显著放缓，通过液-液成核，形成稳定而均匀的分布式流体，液滴大小为1μm的稳定而均匀的微乳液。本发明以土壤中有机污染物为油相，加入溶剂，并缓慢加入水，再调配水、溶剂和油于合适比例，形成水包油型微乳液，将有机污染物从土壤颗粒上脱附和解吸下来，进而达到修复有机污染土壤的目的。
本发明的有益效果是：
（1）本发明适用于多种有机污染土壤，操作简单、成本低。
（2）本发明产生微乳液来修复有机污染土壤，不需要添加表面活性剂和施加外力，节约能源、降低成本、减少二次污染。
（3）本发明利用微乳液修复有机污染土壤，土壤有机污染物去除效率高、经济环保。
（4）本发明减少了淋洗液在土壤中的残留量，降低了淋洗液残留对土壤造成的危害。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
该修复有机污染土壤的方法，其具体步骤包括：
向有机污染土壤（油田石油污染土壤，石油烃含量为5470mg/kg）破碎过筛，得到粒径小于10mm的污染土壤，然后向30g污染土壤中先加入有机溶剂（乙醇），再以10g/min的速率缓慢加入水，形成水包油型微乳液，然后5000r/min离心分离30min,得到经修复后的有机污染土壤；其中有机溶剂加入量为每1g有机污染土壤需加入有机溶剂6g；所述水加入量为每1g有机污染土壤需加入水5.999g。
经本实施例处理后有机污染土壤中石油烃的含量为475.8mg/kg，即石油烃的去除率为91.3%。
实施例2
该修复有机污染土壤的方法，其具体步骤包括：
向有机污染土壤（农药污染土壤，乙苯含量为542.74mg/kg）破碎过筛，得到粒径小于10mm的污染土壤，然后向100g污染土壤中先加入有机溶剂（正丙醇），再以5g/min的速率缓慢加入水，形成水包油型微乳液，然后5000r/min离心分离30min得到经修复后的有机污染土壤；其中有机溶剂加入量为每1g有机污染土壤需加入有机溶剂0.4g；所述水加入量为每1g有机污染土壤需加入水0.3999g。
经本实施例处理后有机污染土壤中乙苯的含量为55.9mg/kg，即乙苯的去除率为89.7%。
实施例3
该修复有机污染土壤的方法，其具体步骤包括：
向有机污染土壤（化工场地污染土壤，含氯有机物含量为714.58mg/kg）破碎过筛，得到粒径小于10mm的污染土壤，然后向100g污染土壤中先加入有机溶剂（正丁醇），再以7g/min的速率缓慢加入水，形成水包油型微乳液，然后5000r/min离心分离30min（得到经修复后的有机污染土壤；其中有机溶剂加入量为每1g有机污染土壤需加入有机溶剂1g；所述水加入量为每1g有机污染土壤需加入水2.5g。
经本实施例处理后有机污染土壤中含氯有机物的含量为46.7mg/kg，即含氯有机物的去除率为92.4%。
实施例4
该修复有机污染土壤的方法，其具体步骤包括：
向有机污染土壤（有机污染土壤中氯苯含量为1020.47mg/kg）破碎过筛，得到粒径小于10mm的污染土壤，然后向100g污染土壤中先加入有机溶剂（二甲基亚砜），再以6g/min的速率缓慢加入水，形成水包油型微乳液，然后5000r/min离心分离30min得到经修复后的有机污染土壤；其中有机溶剂加入量为每1g有机污染土壤需加入有机溶剂2g；所述水加入量为每1g有机污染土壤需加入水4.8g。
经本实施例处理后有机污染土壤中氯苯的含量为142.86mg/kg，即氯苯的去除率为86%。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种修复有机污染土壤的方法，其特征在于具体步骤包括：
向有机污染土壤中先加入有机溶剂，再以5～10g/min的速率缓慢加入水，形成水包油型微乳液，然后离心分离得到经修复后的有机污染土壤。
2.根据权利要求1所述的修复有机污染土壤的方法，其特征在于：所述有机污染土壤中包括芳香族化合物、多氯代有机物、农药或石油污染物。
3.根据权利要求1或2所述的修复有机污染土壤的方法，其特征在于：所述有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇或二甲基亚砜。
4.根据权利要求3所述的修复有机污染土壤的方法，其特征在于：所述有机溶剂加入量为每1g有机污染土壤需加入有机溶剂0.4~6g。
5.根据权利要求1或2所述的修复有机污染土壤的方法，其特征在于：所述水加入量为每1g有机污染土壤需加入水0.3999~5.999g。
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