CN111346910A - 一种基于过碳酸钠的石油烃污染土壤修复法 - Google Patents

Abstract

发明提供一种基于过碳酸钠的石油烃污染土壤修复法，其原理是：邻苯二酚亚铁络合物进入预处理土壤后，所络合的亚铁离子可催化过碳酸钠释放出的过氧化氢构成芬顿反应以去除石油烃，水溶液中及石油烃降解过程中产生的H⁺可与

反应生成CO₂，又与芬顿反应产生的OH^‑中和生成水，土壤中仅保留有邻苯二酚盐和吐温80，而吐温80易生物降解，实现污染土壤的绿色环保型修复。

Description

一种基于过碳酸钠的石油烃污染土壤修复法

技术领域

本发明涉及土壤修复领域，具体是一种基于过碳酸钠的石油烃污染土壤修复法。

背景技术

土壤是生态环境的重要组成部分，是人类赖以生存的主要资源之一，对于我国这样人口众多的国家，土地资源显得尤其重要。石油已成为人类最主要的能源之一，随着石油产品需求量增加，大量的石油及其加工品进入土壤，给生物和人类带来危害，造成土壤的石油污染日趋严重，这已成为世界性的环境问题。

在石油生产、储运、炼制、加工及使用过程中，由于事故、不正常操作及检修等原因，都会有石油类的溢出和排放，对环境(土壤、地面和地下水)造成污染。目前，中国勘探、开发的油田和油气田共400多个，分布在全国25个省市和自治区，油田的主要工作范围近20万km²，覆盖地区面积达32万km²，约占国土总面积的3％，其中，480万hm²土地的石油含量可能超过安全值。在中国，当前石油年产量已超过1.8×10¹¹kg，每年新污染土壤1.0×10⁸kg。有资料表明，对于稳定运行5年左右的油井井场土壤，石油污染强度可达1.0×10³～1.0×10⁴mg/kg，而中国主要石油化工和油田区土壤中石油烃含量高达5％～9.4％，石油开采区井口附近土壤石油烃含量为5.3％～7.5％。

石油污染物会堵塞土壤孔隙，降低土壤的透气、透水性，杀死土壤中的微生物，改变土壤成分，造成土壤微生物群落和区系的变化。石油污染物还会扰乱农作物的正常生长发育，降低其抗倒伏、抗病虫害的能力，导致粮食大量减产。另外石油烃中的某些组分通过生物富集，进入动物或人体后会产生致癌、致畸和致突变的效应，如稠环芳香烃可致癌致突变，苯系物可引发贫血、血性白血病等。

石油污染土壤修复技术在性质上基本可以分为三类，分别为：物理、生物及化学技术。物理修复技术有：换土法、光催化法、土壤气相抽提法、热熔玻璃化方法、焚烧法等方法。尽管物理修复技术速度快，但能耗高，且物理修复技术没有从根本上解决污染问题。生物修复技术的主要原理是：某种植物或微生物对特定的土壤污染物有降解作用，这些生物可以通过新陈代谢来分解污染物。生物修复技术一般情况下适用于污染程度较小土壤的修复。高污染状况下微生物较难存活，故对土壤污染物的去除能力有限。生物修复技术对土壤环境比较敏感，而且修复周期长，稳定性较差。化学修复技术是将化学药剂加入到土壤中，与污染物接触并相互作用，最终使土壤中的污染物被氧化、还原、分离、分解或转化甚至被去除。化学修复方法有：化学氧化法、溶剂增溶法、淋滤冲洗法等。化学氧化法向土壤中投加的氧化剂，通过氧化反应实现土壤污染物的去除。与物理、生物修复技术相比，化学氧化修复技术具有修复速度快、对土壤应用条件要求低、对污染物种类及污染程度适用范围广，能处理污染程度较高的石油污染土壤等诸多优点，但是化学方法需要消耗大量的化学药品，处理成本较高，且由于药剂残留容易造成二次污染。

综上所述，现有技术还是没有完美地解决石油污染土壤修复问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于过碳酸钠的石油烃污染土壤修复法，其特征在于，包括以下步骤:

1)预处理

1.1)将石油烃污染土壤进行破碎过筛处理；

1.2)将破碎筛分后的污染土壤与过碳酸钠混合均匀，得到预处理土壤；

2)增溶活化处理

2.1)将吐温80与水均匀混合制成增溶剂溶液；

2.2)将邻苯二酚与硫酸亚铁加入步骤2.1)中配置好的增溶剂溶液，得到增溶活化剂溶液；

3)土壤化学氧化处理

将步骤2.2)中所得增溶活化剂溶液加入步骤1.2)中得到的预处理土壤。

进一步，步骤1.1)中，使用破碎机对污染土壤进行破碎过筛处理，得到粒径小于10cm的污染土壤。

进一步，步骤1.2)中，过碳酸钠和污染土壤的质量比为1∶(1～50)。

进一步，步骤2.1)中，吐温80的体积(mL)与水的体积(L)的配比范围为：(1～100)∶1。

进一步，步骤2.2)中，邻苯二酚的质量(g)、硫酸亚铁的质量(g)与增溶剂溶液的体积(L)配比范围为1∶(2～8)∶(0.01～1)，搅拌均匀得到增溶活化剂溶液；

进一步，将步骤2.2)中所得增溶活化剂溶液加入步骤1.2)中得到的预处理土壤时，预处理土壤质量(g)与增溶活化剂溶液的体积(mL)的配比范围为1∶(0.1～10)。

进一步，步骤3)中，增溶活化剂加入预处理土壤并持续搅拌；加入后，保湿养护2～5天，得到修复后的土壤。

本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明具有以下优点：

1)本专利可使污染浓度为38000mg/kg的石油烃污染土壤在2h内污染浓度下降至10000mg/kg。

2)邻苯二酚又称儿茶酚，是儿茶提取物，在自然界以衍生物的形式广泛存在，其可络合亚铁离子，水溶液呈酸性。本发明中，邻苯二酚亚铁络合物进入预处理土壤后，所络合的亚铁离子可催化过碳酸钠释放出的过氧化氢构成芬顿反应以去除石油烃，水溶液中及石油烃降解过程中产生的H⁺可与

反应生成CO₂，又与芬顿反应产生的OH^-中和生成水，土壤中仅保留有邻苯二酚盐和吐温80，而吐温80易生物降解。

附图说明

图1为石油污染土壤处理工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

一种基于过碳酸钠的石油烃污染土壤修复法，其特征在于，主要包括以下步骤：

1)预处理

1.1)使用破碎机对污染土壤(石油烃初始浓度为38315mg/kg)进行破碎过筛处理，得到粒径小于10cm的污染土壤；

1.2)将步骤1.1)中得到的破碎筛分后的污染土壤进行称重，得到污染土壤重量为200g；将称重后的污染土壤与39.2g过碳酸钠混合均匀以制得预处理土壤；

2)增溶活化处理

2.1)将1mL吐温80溶于0.2L水中，搅拌均匀制成增溶剂溶液；

2.2)将0.44g邻苯二酚、1.11g硫酸亚铁加入步骤2.1)中配置好的0.2L增溶剂溶液，搅拌均匀得到增溶活化剂溶液；

3)土壤化学氧化处理

将步骤2.2)中所得0.2L增溶活化剂溶液加入步骤1.2)中得到的预处理土壤，加入过程中搅拌持续。加入完成，静置0.5h后，土壤中的石油烃浓度为10421mg/kg。

实施例2：

一种基于过碳酸钠的石油烃污染土壤修复法，其特征在于，主要包括以下步骤：

1)预处理

1.1)使用破碎机对污染土壤(石油烃初始浓度为47955mg/kg)进行破碎过筛处理，得到粒径小于10cm的污染土壤；

1.2)将步骤1.1)中得到的破碎筛分后的污染土壤进行称重，得到污染土壤重量为100g；将称重后的污染土壤与31.4g过碳酸钠混合均匀以制得预处理土壤；

2)增溶活化处理

2.1)将1mL吐温80溶于0.05L水中，搅拌均匀制成增溶剂溶液；

2.2)将0.275g邻苯二酚、0.695g硫酸亚铁加入步骤2.1)中配置好的0.05L增溶剂溶液，搅拌均匀得到增溶活化剂溶液；

3)土壤化学氧化处理

将步骤2.2)中所得0.05L增溶活化剂溶液加入步骤1.2)中得到的预处理土壤，加入过程中搅拌持续。加入完成，静置2h后，土壤中的石油烃浓度为28261mg/kg。

对照实验1：

1)预处理

1.1)使用破碎机对污染土壤(石油烃初始浓度为47955mg/kg)进行破碎过筛处理，得到粒径小于10cm的污染土壤；

1.2)将步骤1.1)中得到的破碎筛分后的污染土壤进行称重，得到污染土壤重量为100g；

2)土壤化学氧化处理

将0.05L水加入步骤1.2)中得到的100g土壤，加入过程中搅拌持续。加入完成，静置2h后，土壤中的石油烃浓度为46774mg/kg。

对照实验2：

1)预处理

1.1)使用破碎机对污染土壤(石油烃初始浓度为47955mg/kg)进行破碎过筛处理，得到粒径小于10cm的污染土壤；

1.2)将步骤1.1)中得到的破碎筛分后的污染土壤进行称重，得到污染土壤重量为100g；

2)增溶处理

将1mL吐温80溶于0.05L水中，搅拌均匀制成增溶剂溶液；

3)土壤化学氧化处理

将步骤2)中所得0.05L增溶剂溶液加入步骤1.2)中得到的100g污染土壤，加入过程中搅拌持续。加入完成，静置2h后，土壤中的石油烃浓度为45553mg/kg。

Claims (3)

1.一种基于过碳酸钠的石油烃污染土壤修复法，其特征在于，包括以下步骤:

1)预处理

1.1)将所述的石油烃污染土壤进行破碎过筛处理；

1.2)将破碎筛分后的污染土壤与过碳酸钠混合均匀，得到预处理土壤；

2)增溶活化处理

2.1)将所述的吐温80与水均匀混合制成增溶剂溶液；

2.2)将邻苯二酚与硫酸亚铁加入步骤2.1)中配置好的增溶剂溶液，得到增溶活化剂溶液；

3)土壤化学氧化处理

将步骤2.2)中所得增溶活化剂溶液加入步骤1.2)中得到的预处理土壤。

2.根据权利要求1所述的一种基于过碳酸钠的石油烃污染土壤修复法，其特征在于：步骤1.1)中，使用所述的破碎机对污染土壤进行破碎过筛处理，得到粒径小于10cm的污染土壤。

3.根据权利要求1所述的一种基于过碳酸钠的石油烃污染土壤修复法，其特征在于：步骤3)中，增溶活化剂加入预处理土壤并持续搅拌；加入后，保湿养护2～5天，得到修复后的土壤。

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