专利名称：一种多环芳烃污染土壤的紫外光降解方法
技术领域：
本发明涉及多环芳烃污染土壤的降解，具休地说是一种多环芳烃污染 土壤的紫外光降解方法，用紫外光照装置去处理多环芳烃污染的土壤。
背景技术：
多环芳烃化合物(PAHs)是环境中普遍存在的一类有机污染物。其来 源有两个方面天然源和人为源。天然源主要是森林和草原大火、火山喷 发、植物和微生物的合成，其中高等植物和微生物的合成、火山活动是产 生PAHs背景值的主要因子；人为源来自工业生产和加工(如焦碳、碳黑和 煤焦油的生产、原油及其衍生物的精炼和分馏等)，以及有机物的不完全燃 烧等过程。在人为源中，人为的燃料燃烧是工业发达国家和城巿地区PAHs 的主要贡献因子，暴露的PAHs给生活在世界发达地区的人们带来了巨大的 健康危害。作为环境污染物的PAHs之所以受到人们的关注，首先是因为有 些PAHs的致癌、致畸和致突变，其次是由于PAHs稳定、难于降解，在环
境中呈不断增加的趋势。釆用经济效益和环境效益合理的修复技术治理 PAHs污染，越来越多地受到人们的重视。
目前，关于PAHs污染修复技术包括生物修复、物理修复和化学修复。 PAHs的生物修复在国内外有很多研究，生物修复有很多优点，同时也存在 一些不足，如周期长，条件较难控制等；采用加热和淋洗等物理方法去除， 费用高，处理不彻底。
发明内容
本发明的目的在于提供一种速度快、效率高、易于操作、不产生二次 污染的多环芳烃污染土壤的处理方法。
为实现上述目的，本发明釆用的技术方案为
一种多环芳烃污染土壤的紫外光降解方法，将污染土壤于器皿中铺平， 置于紫外光照箱中进行光照降解，光照箱中的光照条件紫外光照波长为 210-365 nm，样品距光源5-20cm，光照强度为500-10000 |u w/cm2,温度为 20-38°C,通风控制箱中湿度为30-50%，光照时间2-50天。
所述紫外光照波长最好为254-295 nm，样品距光源5-15cm，光照强度 为1000-3000 pw/cm2，温度为28-32。C,通风控制箱中湿度为35-40%,光 照时间30-50天。
所述紫外光照箱选用的紫外光照主波长可以为为254 mn、 310 ■或365 nm;污染土壤的粒径为0. 25-1. hm;所述多环芳烃为苯并芘、芘或菲；污 染土壤中多环芳烃为10—200mg/kg。 本发明具有如下优点
l.去除污染物的速度快、效率高。多环芳烃是一类持久性有机物质在
自然界完全矿化的时间通常为数百天到数十年，植物完全修复的时间为200 天以上。本发明可用于苯并芘、芘和菲等多环芳烃污染的土壤。当土壤中
苯并芘、芘和菲的含量为40mg/kg，经过40天光照处理后，苯并芘在三种 不同粒径(lmm、 0. 45mm和0. 25mm) 土壤的降解率分别为91.73%、 88.31°/。 和84.78%;经过50天光照处理后，铊在三种不同粒径(lmra、 0. 45mm和 0. 25mm) 土壤的降解率分别为92.68%、 86. 64%和96.86%;经过35天光照 处理后，菲在三种不同粒径(l薩、0."mm和0.25mm) 土壤的降解率分别 为92. 75%、 94. 24°/。和93. 52°/。。
2. 易于操作。本发明污染土壤的处理简单，成本低廉。只需将污染土 壤进行风干，筛分的简单处理，然后将污染土壤铺于平面的装置放在紫外 光源下照射即可。
3. 不产生二次污染。本发明属于光化学降解，它不往污染土壤中添加 化学物质，而是利用光学原理，将光能直接或间接转移到吸附于土壤表面 的污染物的分子键，使分子变为激发态而裂解或转化，因而不会造成二次 污染，是一种环境友好型处理污染土壤的方法。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。 实施例1
土样在室内风干，磨碎，过l腿筛，间歇式高压蒸汽灭菌2次(每次
半小时，12rc)，加入多环芳烃后，风干备用。
多环芳烃污染土壤的制备将上述灭菌的土样中按重量体积比l: l比 例加入多环芳烃的甲醇溶液(l克土 lml多环芳烃的甲醇溶液)，每1000ml 多环芳烃的甲醇溶液中分别含有40mg的苯并芘、芘或菲，置于通风厨24h， 污染土壤中多环芳烃的浓度为40mg/kg。
多环芳烃甲醇溶液的配制准确称取O. 04克苯并芘、芘或菲，分别用 甲醇定容至1000ml。
称取5g上述土样置于9cm直径的皮氏培养皿中，铺平，置于光照箱中 进行降解。在光照箱中照射50天，将土壤放入100ml离心管中，加入25ml 的二氯甲烷，超声水浴2小时，5000rmp离心5min，过柱，测定混合液中 的多环芳烃的含量。
光照箱中的光照条件紫外光照主波长为254 nm,样品距光源15cm, 光照强度为1071 yw/cm2,温度为30土rC，湿度为35%±2%。
处理效果经过2天和40天的照射后苯并芘的降解率分别为18.84% 和91. 73%,经过2天和50天的照射后芘的降解率分别为15. 15%和92. 68%, 经过2天和35天的照射后菲的降解率分别为19. 82%和92. 75%
实施例2
土样在室内风干，磨碎，过0.45mm筛，然后间歇式高压蒸汽灭菌2次(每次半小时，i2rc),加入多环芳烃后，风干备用。
多环芳烃污染土壤的制备将上述灭菌的土样中按重量体积比l: l比 例加入多环芳烃的甲醇溶液(l克土 lml多环芳烃的甲醇溶液)，每1000ml 多环芳烃的甲醇溶液中分别含有10mg的苯并芘、芘或菲，置于通风厨24h，
污染土壤中多环芳烃的浓度为40mg/kg。
多环芳烃甲醇溶液的配制准确称取O. Ol克苯并芘、芘或菲，分别用 甲醇定容至1000ml。
称取5g上述土样置于9cm直径的皮氏培养皿中，铺平，置于光照箱中 进行降解。在光照箱中照射40天，将土壤放入100ml离心管中，加入25ml 的二氯甲烷，超声水洛2小时，5000rmp离心5min，过柱，测定混合液中 的多环芳烃的含量。
光照箱中的光照条件紫外光照主波长为365 nm,样品距光源20cm, 光照强度为9480juw/cm2,温度为20土rC，湿度为30%±2%。
处理效果经过35天的照射后苯并芘的降解率达到88. 31%，经过38 天的照射后芘的降解率达到86.64%，经过28天的照射后菲的降解率达到 94. 24%
实施例3
土样在室内风干，磨碎，过0.25mm筛，然后间歇式高压蒸汽灭菌2次
(每次半小时，12rc),加入多环芳烃后，风干备用。
多环芳烃污染土壤的制备将上述灭菌的土样中按重量体积比1: l比 例加入多环芳烃的甲醇溶液(l克土 lml多环芳烃的甲醇溶液)，每1000ml 多环芳烃的甲醇溶液中分别含有40mg的苯并芘、芘或菲，置于通风厨24h， 污染土壤中多环芳烃的浓度为40mg/kg。
多环芳烃甲醇溶液的配制准确称取O. 04克苯并芘、芘或菲，分别用 甲醇定容至1000ml。
称取5g上述土样置于9cm直径的皮氏培养皿中，铺平，置于光照箱中 进行降解。在光照箱中照射50天，将土壤放入100ml离心管中，加入25ml 的二氯甲烷，超声水洛2小时，5000rmp离心5min，过柱，测定混合液中 的多环芳烃的含量。
光照箱中的光照条件紫外光照主波长为254 nm,样品距光源5cm， 光照强度为680 pw/cm2，温度为30土rC，湿度为45%±2%。
处理效果经过40天的照射后苯并芘的降解率达到84. 78%,经过50 天的照射后芘的降解率达到96.86%，经过35天的照射后菲的降解率达到 93.52%
实施例4
土样在室内风干，磨碎，过l隱筛，然后间歇式高压蒸汽灭菌2次(每 次半小时，12rc)，加入多环芳烃后，风干备用。
多环芳烃污染土壤的制备将上述灭菌的土样中按重量体积比1: l比
例加入多环芳烃的甲醇溶液(l克土 lml多环芳烃的甲醇溶液)，每1000ml 多环芳烃的甲醇溶液中分别含有200mg的苯并芘、芘或菲，置于通风厨24h, 污染土壤中多环芳烃的浓度为200mg/kg。
多环芳烃甲醇溶液的配制准确称取0.2克苯并芘、芘或菲，分别用 甲醇定容至lOOOml。
称取5g上述土样置于9cm直径的皮氏培养皿中，铺平，置于光照箱中 进行降解。在光照箱中照射40天，将土壤放入100ml离心管中，加入25ml 的二氯甲烷，超声水洛2小时，5000rmp离心5min，过柱，测定混合液中 的多环芳烃的含量。
光照箱中的光照条件紫外光照主波长为310 nm，样品距光源15cm, 光照强度为3000 pw/cm2，温度为35士rC，湿度为45%±2%。
处理效果经过40天的照射后苯并芘的降解率达到89. 65%,经过40 天的照射后芘的降解率达到91.42%，经过35天的照射后菲的降解率达到 87. 41%
权利要求
1.一种多环芳烃污染土壤的紫外光降解方法，其特征在于将污染土壤于器皿中铺平，置于紫外光照箱中进行光照降解，光照箱中的光照条件紫外光照波长为210-365nm，样品距光源5-20cm，光照强度为500-10000μw/cm2，温度为20-38℃，通风控制箱中湿度为30-50％，光照时间2-50天。
2. 按照权利要求l所述紫外光降解方法，其特征在于所述紫外光照 波长为254-295 nm,样品距光源5-15cm，光照强度为1000-3000 m w/cm2， 温度为28-32。C,通风控制箱中湿度为35-40%,光照时间30-50天。
3. 按照权利要求l所述紫外光降解方法，其特征在于所述紫外光照 箱选用的紫外光照主波长为254 nm、 310 nm或365 nm。
4. 按照权利要求l所述紫外光降解方法，其特征在于所述污染土壤 的粒径为0.25-1. 2隱。
5. 按照权利要求l所述紫外光降解方法，其特征在于所述多环芳烃 为苯并芘、芘或菲。
6. 按照权利要求l所述紫外光降解方法，其特征在于所述污染土壤 中多环芳烃为10—200mg/kg。
全文摘要
本发明涉及多环芳烃污染土壤的降解，具体地说是一种多环芳烃污染土壤的紫外光降解方法，用紫外光照装置去处理多环芳烃污染的土壤。具体为将污染土壤于器皿中铺平，置于紫外光照箱中进行光照降解，光照箱中的光照条件紫外光照波长为210-365nm，样品距光源5-20cm，光照强度为500-10000μw/cm<sup>2</sup>，温度为25-35℃，通风控制箱中湿度为30-50％，光照时间2-50天。易于操作。采用本发明去除污染土壤的处理简单、成本低廉、速度快、效率高，只需将污染土壤进行风干，筛分的简单处理，然后将污染土壤铺于平面的装置放在紫外光源下照射即可。本发明属于光化学降解，不会造成二次污染，是一种环境友好型处理污染土壤的方法。
文档编号B09C1/00GK101168164SQ20061013407
公开日2008年4月30日 申请日期2006年10月27日 优先权日2006年10月27日
发明者张利红, 李培军, 李雪梅 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所