RU2457910C2 - Способ обезвреживания загрязнителей почв - Google Patents
Способ обезвреживания загрязнителей почв Download PDFInfo
- Publication number
- RU2457910C2 RU2457910C2 RU2010140477/13A RU2010140477A RU2457910C2 RU 2457910 C2 RU2457910 C2 RU 2457910C2 RU 2010140477/13 A RU2010140477/13 A RU 2010140477/13A RU 2010140477 A RU2010140477 A RU 2010140477A RU 2457910 C2 RU2457910 C2 RU 2457910C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- microwave radiation
- pollutants
- substance
- atomic oxygen
- Prior art date
Links
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Согласно предложенному способу предварительно диспергируют по поверхности почвы реагент-деструктор, восприимчивый к электромагнитным волнам, с последующим облучением обработанного участка микроволновым излучением. Причем в качестве реагента-деструктора используют вещества в жидкой форме или растворы, которые выделяют атомарный кислород под действием микроволнового излучения, а именно пероксид водорода или раствор пероксидисульфата натрия. Способ позволяет обезвреживать химические соединения разных классов, в том числе малополярных соединений, а также сорные растения и вредители, за счет обеспечения химической деструкции загрязнителей в процессе микроволнового воздействия на почву. 1 з.п. ф-лы, 5 пр.
Description
Изобретение относится к области обезвреживания загрязнителей почв различной природы и может быть использовано при рекультивационных работах, при ликвидации последствий экологических аварий и катастроф, связанных с утечкой токсичных соединений, а также в сельском хозяйстве при борьбе с сорняками и различными вредителями.
К обезвреживаемым веществам относятся неорганические соединения, например нитраты, хроматы и дихроматы; органические соединения, например мазут, пестициды, гербициды, фунгициды и так далее; боевые отравляющие вещества - эфиры фторофосфоновой кислоты и тому подобные соединения.
Традиционными способом обезвреживания загрязнителей почв является вывоз верхнего слоя грунта и последующая высокотемпературная обработка в обжиговых печах (РФ 2007132141).
Данный способ обладает следующими недостатками. Вывоз грунта и последующий привоз на место отбора очень нерентабелен и реализуем только в районах с развитой инфраструктурой, то есть там, где есть дороги и обжиговые печи. Кроме того, полученный шлак не является плодородным и должен быть утилизирован, что связано с дополнительными расходами.
Известен способ микроволновой обработки почвы, загрязненной полихлорбифенилами, заключающийся в возгонке загрязнителя (в частности, полихлорбифенила) с последующим удалением паров (CN 1850371, В09С 1/06).
Указанный способ обладает следующими недостатками:
1) в ходе облучения загрязненной почвы микроволновым излучением происходит испарение воды, пары которой уносят полихлорбифенилы из почвы без какой-либо деструкции. Охлажденные пары загрязнителя оседают и проникают обратно в почву;
2) обеспечивается обработка только от полихлорбифенилов и не происходит обезвреживания других загрязнителей как органической, так и неорганической природы.
Также известен способ обезвреживания почв, зараженных остатками токсичных веществ в виде соединений мышьяка путем нагрева почвы СВЧ-энергией с частотой излучения 915 МГц (RU 2308104, G21F 9/32).
К недостаткам способа относятся следующие:
1) в ходе облучения загрязненной почвы микроволновым излучением происходит испарение соединений мышьяка, пары которого, после охлаждения, оседают и проникают обратно в почву.
2) способ предусматривает обработку только от соединений мышьяка, не затрагивая другие, не менее опасные загрязнители как органической, так и неорганической природы.
Из известных способов наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ обезвреживания загрязнителей почв, заключающийся в том, что предварительно в почву вносят и равномерно распределяют восприимчивое к электромагнитным волнам вещество, после чего производят облучение обработанного участка микроволновым излучением - электромагнитными волнами с частотой 2450 МГц и мощностью 1 КВт и более в течение времени, необходимого для перевода загрязнителей в неактивную форму (CN 101513643, 2009).
Однако в указанном решении энергия микроволнового излучения расходуется на нагрев почвы, содержащей загрязнитель и вещество, восприимчивое к микроволновому излучению, и процесс обезвреживания происходит, таким образом, за счет испарения, деструкции или фиксации вещества-загрязнителя при повышенной температуре.
Кроме того, использование в известном решении реагента в сухом виде ослабляет процесс химической деструкции по причинам низкой скорости диффузии и низкой теплопроводности среды.
Указанные факторы снижают эффективность восстановления загрязненных почв, поскольку реализация химической деструкции загрязнителей требует больших энергозатрат, что объясняется длительностью обработки для достижения необходимой степени обезвреживания.
В основу настоящего изобретения положена задача разработки способа обезвреживания загрязнителей, обеспечивающего интенсификацию химической деструкции загрязнителей в процессе микроволнового воздействия на почву за счет генерации атомарного кислорода при разложении жидкого реагента - деструктора, являющегося активным окислителем, и, как следствие, сокращение энергозатрат и времени обработки.
Поставленная задача достигается тем, что в способе обезвреживания загрязнителей почв предварительно диспергируют по поверхности почвы реагент-деструктор, восприимчивый к электромагнитным волнам, с последующим облучением обработанного участка микроволновым излучением, причем в качестве реагента-деструктора используют вещества в жидкой форме или растворы, которые выделяют атомарный кислород под действием микроволновового излучения.
А также тем, что в качестве вещества, выделяющего атомарный кислород под действием микроволновового излучения, используют пероксид водорода или раствор пероксидисульфата натрия.
Сущность способа заключается в следующем.
Перед процедурой обезвреживания в почву вносят реагент-деструктор, распыляя его в почву в количестве, зависящем от содержания экотоксиканта.
В качестве реагента-деструктора используют химическое соединение, восприимчивое к сверхвысокочастотному излучению при данной частоте, претерпевающее необратимые изменения и способствующее обезвреживанию загрязнителя. Таким реагентом может быть, например, раствор пероксида водорода концентрацией от 5 до 30% (в зависимости от концентрации загрязнителя), который при взаимодействии с микроволновым излучением разлагается на атомарный кислород и воду. Атомарный кислород, представляя собой активный окислитель, вступает во взаимодействие с загрязнителем и переводит его в неактивную форму. Пероксид водорода может быть успешно применен для обезвреживания неорганических экотоксикантов, например дихроматов. Дихромат или хромат, обладая большим окислительно-восстановительным потенциалом, под воздействием микроволнового излучения окисляет пероксид водорода, переходя при этом в малотоксичную форму трехвалентного хрома.
После того как раствор впитается в почву, проводят процедуру обезвреживания с помощью мобильной СВЧ-установки. Время воздействия зависит от плотности, влажности, состава и диэлектрических свойств грунта и определяется эмпирическим путем. Мобильная установка представляет собой устройство, имеющее в своем составе магнетрон, волновод, источник питания и прочие вспомогательные детали. Установка смонтирована на базе автомобиля и иного передвижного средства для обеспечения непрерывного процесса обезвреживания. Питание установки осуществляется от генератора транспортного средства. Загрязненная почва подвергается облучению электромагнитными волнами с частотой в диапазоне 2000-6000 МГц и мощностью излучения не менее 1 кВт. Химические вещества, содержащие такие функциональные группы, как гидроксильная, карбоксильная, аминная, сульфоная и прочие, а также соединения, содержащеие металлы, такие как железо, никель, хром, мышьяк, вольфрам и другие, являются восприимчивыми к микроволновому излучению. Взаимодействие химических соединений, содержащих указанные группы, с микроволновым излучением приводит к переходу молекул вещества в возбужденное состояние и к последующей деструкции. Также, химическая деструкция веществ происходит за счет термического воздействия со стороны почвы, так как некоторые ее компоненты являются восприимчивыми к микроволновому излучению. При мощности, превышающей 1 кВт, некоторые компоненты почвы могут нагреваться до температуры более 1000°С.
Пример 1. Обезвреживание неоганического загрязнителя - дихромата калия
Для обезвреживания дихроматов концентрацией не менее 1 г /кг, в почву вносят реагент-деструктор - не менее 10 мл раствора пероксида водорода концентрацией 10%, и далее облучают микроволновым излучением частотой 2450 МГц и мощностью 1000 Вт в течение 3 мин. Дихроматы количественно переходят в значительно менее токсичные соединения хрома (III).
Пример 2. Обезвреживание органического загрязнителя - O,O-Диметил-S-(1,2-дикарбэтоксиэтил)дитиофосфата, являющегося инсектицидом.
Для обезвреживания почвы с O,O-Диметил-S-(1,2-дикарбэтоксиэтил)дитиофосфатом концентрацией не менее 1 г/ кг почвы, в почву вносят реагент-деструктор - не менее 5 мл 10% раствора пероксида водорода, и далее облучают микроволновым облучением частотой 5800 МГц и мощностью 1200 Вт в течение 3-5 минут. Указанное соединение количественно разлагается на смесь малотоксичных низкомолекулярных продуктов.
Пример 3. Обезвреживание углеводородного загрязнения
В почву вносят раствор пероксидисульфата натрия концентрацией 20%. Затем, для обезвреживания мазута концентрацией не менее чем 5 г/ кг, почву облучают микроволновым излучением частотой 2450 МГц и мощностью 1200 Вт в течение 3 минут. Концентрация вредных веществ снижается в 3 раза, продукты деструкции представляют собой низкомолекярные легколетучие углеводороды, СО2 и кокс.
Пример 4. Обезвреживание сорняков
Для уничтожения сорных растений, ростков в почву вносят раствор пероксида водорода концентрацией 10% и затем облучают микроволновым излучением с частотой 2450 МГц. Мощность излучения должна составлять не менее 1200 Вт, длительность обработки более 3 минут.
Приведенные примеры иллюстрируют предлагаемый способ, но не ограничивают его применение.
Предлагаемый способ позволяет обезвреживать распространенные загрязнители почв за счет их химической деструкции с помощью облучения микроволновым излучением, используя жидкие химические реагенты-деструкторы, выделяющие атомарный кислород в процессе облучения.
Claims (2)
1. Способ обезвреживания загрязнителей почв, заключающийся в том, что предварительно диспергируют по поверхности почвы реагент-деструктор, восприимчивый к электромагнитным волнам, с последующим облучением обработанного участка микроволновым излучением, причем в качестве реагента-деструктора используют вещества в жидкой форме или растворы, которые выделяют атомарный кислород под действием микроволнового излучения.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве вещества, выделяющего атомарный кислород под действием микроволнового излучения используют пероксид водорода или раствор пероксидисульфата натрия.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010140477/13A RU2457910C2 (ru) | 2010-10-05 | 2010-10-05 | Способ обезвреживания загрязнителей почв |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010140477/13A RU2457910C2 (ru) | 2010-10-05 | 2010-10-05 | Способ обезвреживания загрязнителей почв |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010140477A RU2010140477A (ru) | 2012-04-10 |
| RU2457910C2 true RU2457910C2 (ru) | 2012-08-10 |
Family
ID=46031412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010140477/13A RU2457910C2 (ru) | 2010-10-05 | 2010-10-05 | Способ обезвреживания загрязнителей почв |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2457910C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2143954C1 (ru) * | 1993-07-02 | 2000-01-10 | Монсанто Компани | Способ восстановления на месте загрязненных гетерогенных почв |
| RU2292698C1 (ru) * | 2005-05-31 | 2007-02-10 | Федеральное государственное учреждение высшего профессионального образования Красноярский Государственный Аграрный Университет | Установка для обеззараживания тепличного грунта |
| CN101513643A (zh) * | 2009-03-20 | 2009-08-26 | 华中科技大学 | 一种污染土壤的原位微波修复方法与设备 |
| RU97283U1 (ru) * | 2010-04-09 | 2010-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии" | Устройство для утилизации разливов агрессивных органических жидкостей |
-
2010
- 2010-10-05 RU RU2010140477/13A patent/RU2457910C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2143954C1 (ru) * | 1993-07-02 | 2000-01-10 | Монсанто Компани | Способ восстановления на месте загрязненных гетерогенных почв |
| RU2292698C1 (ru) * | 2005-05-31 | 2007-02-10 | Федеральное государственное учреждение высшего профессионального образования Красноярский Государственный Аграрный Университет | Установка для обеззараживания тепличного грунта |
| CN101513643A (zh) * | 2009-03-20 | 2009-08-26 | 华中科技大学 | 一种污染土壤的原位微波修复方法与设备 |
| RU97283U1 (ru) * | 2010-04-09 | 2010-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии" | Устройство для утилизации разливов агрессивных органических жидкостей |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010140477A (ru) | 2012-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Aggelopoulos et al. | Remediation of ciprofloxacin-contaminated soil by nanosecond pulsed dielectric barrier discharge plasma: Influencing factors and degradation mechanisms | |
| Zhu et al. | Reductive hexachloroethane degradation by S2O8•–with thermal activation of persulfate under anaerobic conditions | |
| US5209604A (en) | Soil decontamination | |
| Jiang et al. | Degradation of Atrazine, Simazine and Ametryn in an arable soil using thermal-activated persulfate oxidation process: Optimization, kinetics, and degradation pathway | |
| Cheng et al. | Hydroxyl radicals based advanced oxidation processes (AOPs) for remediation of soils contaminated with organic compounds: a review | |
| Zhan et al. | Remediation of perfluorooctanoic acid (PFOA) polluted soil using pulsed corona discharge plasma | |
| Lei et al. | Insights into the oxidation kinetics and mechanism of diesel hydrocarbons by ultrasound activated persulfate in a soil system | |
| JPS586275A (ja) | 塩素化炭化水素の処理方法 | |
| Lassalle et al. | Degradation of PFOS and PFOA in soil and groundwater samples by high dose Electron Beam Technology | |
| Hatzisymeon et al. | Highly energy-efficient degradation of antibiotics in soil: Extensive cold plasma discharges generation in soil pores driven by high voltage nanopulses | |
| Li et al. | Remediation of 1, 2, 3-trichlorobenzene contaminated soil using a combined thermal desorption–molten salt oxidation reactor system | |
| Zhao et al. | Contrastive study on organic contaminated soils remediated using dielectric barrier discharge (DBD) plasma | |
| Thomas et al. | Evaluation of PFAS treatment technology: Alkaline ozonation | |
| Hamid et al. | Fate of perfluorooctanoic acid (PFOA) in sewage sludge during microwave-assisted persulfate oxidation treatment | |
| Yehia et al. | Organophosphorus toxic compounds degradation in aqueous solutions using single filament dielectric barrier discharge plasma jet source | |
| RU2457910C2 (ru) | Способ обезвреживания загрязнителей почв | |
| Sun et al. | Efficient and fast remediation of soil contaminated by per-and polyfluoroalkyl substances (PFAS) by high-frequency heating | |
| Cooper et al. | MTBE and priority contaminant treatment with high energy electron beam injection | |
| US20100217063A1 (en) | Zero-Valent Metallic Treatment System and its Application for Removal and Remediation of Polychlorinated Biphenyls (PCBs) | |
| JP4280166B2 (ja) | 汚染土壌の無害化処理方法及びアプリケーター | |
| Mohammadi et al. | Removal of TPHs from soil media using persulfate oxidant in the presence of mineral siderite. | |
| Lassalle et al. | Electron beam remediation of soils impacted with heavy hydrocarbons | |
| Fenoll et al. | Reclamation of water polluted with flubendiamide residues by photocatalytic treatment with semiconductor oxides | |
| US5834540A (en) | Process and composition for soil remediation | |
| FR2524316A1 (fr) | Procede de photodecontamination |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201006 |