专利名称：多氯联苯污染土壤的干湿交替原位修复方法
技术领域：
本发明属于污染土壤修复技术领域，尤其涉及一种多氯联苯复合污染土壤的原位修复方法。
背景技术：
多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)是一类典型的持久性有机污染物， 由于其具有高亲脂性、生物难降解性以及致畸、致癌、致突变“三致”效应，PCBs是首批被 《斯德哥尔摩公约》列入全球优先控制的12种持久性有机污染物(POPs)之一。土壤作为 PCBs在陆地环境中的最终接纳体，被认为是PCBs最大的库和汇，可通过食物链传递及放大作用，对生态和人体健康造成严重的潜在危害。因此，PCBs污染土壤的治理与修复越来越引起全球范围内的高度重视。目前，在对受污染土壤的众多治理方法中，原位修复技术由于治理费用相对较低、对生态环境干扰程度较小而成为近年来的一种发展趋势。
发明内容
发明目的本发明的目的是提供一种利用土壤干湿交替调控措施对多氯联苯复合污染土壤具有良好修复效果的原位治理方法。
技术方案一种多氯联苯复合污染土壤的干湿交替原位修复方法，采用连续干湿交替的土壤水份调控措施，具体修复方法为首先对待修复土壤进行翻整，去除土壤表面秸秆、杂草，保持表层土壤的均一性，在待修复土壤区域的周界上修筑防渗层，所述防渗层的高度比土壤表面高出10 20cm ；向待修复区域灌入清洁水至高出土壤表面3 7cm，自然落干后再重新灌入清洁水进行淹灌，保持区域内土壤“淹水_自然落干-淹水”这一连续干湿交替的运转方式30 120天后完成修复。
所述防渗层的材料为水泥或木板。
所述防渗层的修筑高度为高于表层土壤15cm。
所述清洁水源来自污染土壤附近打井抽取的处理用水。
有益效果土壤干湿交替调控是农田水分管理模式中的一种，操作简单，运行成本低，它通过土壤淹水_自然落干_淹水这一干湿交替的运转方式。该技术的修复原理基于厌氧脱氯和好氧降解。好氧过程(落干状态)可以将低氯含量的PCBs ( < 5个氯)氧化成为氯代苯甲酸，但高氯含量的PCBs很难起作用；厌氧过程(淹水状态)则能够将高氯含量的 PCBs( > 5个氯)还原脱氯形成低氯含量的PCBs。因而，结合两个过程的互补性，可以通过适当的厌氧-好氧的联合运用来加快土壤PCBs的降解速度和范围，最终达到完全的矿化。 干湿交替处理可有效降低土壤中PCBs含量，连续处理60d，可使土壤中总PCBs、低氯PCBs、 高氯PCBs的去除率分别达78. 3%,80. 9%和62. 2%，显著高于对照处理的33. 8%,38.8% 和2. 6%。可见，通过土壤干湿交替调控能加速土壤中多氯联苯的去除，对多氯联苯污染土壤具有较好的修复作用。四、
图1.干湿交替调控后污染土壤中PCBs含量变化； 图2.干湿交替调控后污染土壤中低氯(< 5) PCBs含量变化； 图3.干湿交替调控后污染土壤中高氯(≥5)PCBs含量变化。
五具体实施例方式以下结合实例对本发明作进一步的描述 实施例1 1.1 供试土壤 试验在长江三角洲某典型多氯联苯复合污染农田中进行。土壤的基本理化性质为:pH5. 23，有机质 36. 48g kg—1，全氮 2. IOg kg—1，全磷 0. 60g kg、全钾 19. 74g kg、水解氮 146. 9g kg_\ 速效磷 19. 7g kg_S 速效钾 112. 5g kg_S 阳离子交换量 18. 3cmol kg—1。14 种EPA定为优先污染物的PCBs总量达289. 9 μ g kg—1，各PCBs单体含量见表1。
表1供试土壤中PCBs含量
1.2试验设计 试验设2个处理，分别为对照和干湿交替，每个处理设4次重复。试验过程中定期清理处理小区中生长的杂草。每个处理分别于处理30d、60d、120d、210d采集表层10-20cm 土壤样品。土壤样品经冷冻干燥后，过60目尼龙网筛，以供多氯联苯分析。
干湿交替法首先对待修复土壤进行翻整，去除土壤表面秸秆、杂草，保持表层土壤的均一性，用水泥或木板在待修复土壤区域的周界上修筑防渗层，所述防渗层的高度比土壤表面高出10 20cm，优选15cm ；在污染土壤附近打井作为处理用清洁水源，向待修复区域灌入清洁水至高出土壤表面3 7cm，自然落干后再重新灌入清洁水进行淹灌，保持区域内土壤“淹水_自然落干-淹水”这一连续干湿交替的运转方式210天后结束修复。
1. 3 土壤中PCBs的分析 称取一定量土样，加入30ml正己烷和丙酮(1 1，ν/ν)混合液，超声5min，静置12h后超声15min，离心(1500r/min，5min)取上清液，再加入20ml上述提取剂超声15min， 离心，重复一次，然后合并上清液，旋转蒸发浓缩近干，加入5ml正己烷进行溶剂替换，浓缩至2ml左右。过硅胶-中性氧化铝-酸性硅胶-无水硫酸钠复合净化柱纯化，收集液旋转蒸发至Iml左右，用正己烷定容至5ml，密封保存于4°C冰箱中，供GC-E⑶测定。
GC-ECD 测定条件 色谱柱CP-sil24CB(30mX0.25m X 0. 25m) 进样口温度260°C 检测器温度300°C 柱温程序升温，初始180°C保持0. 5min,以30°C /min上升至260°C，保持22min 后以15°C /min上升至270°C，保持8min。分流比设为30。
载气高纯氮，流速1. Oml/min，线速度为13. 5cm/s。
七点校正法得到标准物质的校正曲线。根据保留时间对目标化合物进行定性，峰面积定量计算。
1. 4结果分析 表2为干湿调控处理后土壤中PCBs的含量变化。从表2和附图1可以看出，干湿交替处理后土壤中PCBs含量迅速降低，处理30d、60d 土壤中PCBs含量分别降至155. 8 μ g kg"\63. Oyg kg、较对照处理的 219. 6yg kg—1、192. Iyg kg_1 有显著降低，土壤中 PCBs 去除率分别达46. 3%和78. 3%，处理60d后土壤中PCBs含量下降缓慢，处理120d 土壤中 PCBs含量降至38. 6μ g kg—1，去除率达86. 7%，之后基本维持稳定。
表2也反应了干湿调控处理后土壤中高氯、低氯PCBs含量的变化。从表2和附图 2可以看出，干湿交替处理土壤中低氯(< 5)PCBs含量变化与PCBs总量变化表现出相同的下降趋势，均表现为处理后60d内迅速下降，处理60d 土壤中低氯PCBs含量降至47. 8kg—1， 去除率为80. 9%，之后降幅缓慢，处理120d 土壤中低氯PCBs含量去除率降至89. 3%并逐渐趋于稳定，但对照处理在处理30d后降至152. 9kg—1，之后就无显著变化，同时各处理时期干湿交替处理土壤中低氯PCBs含量均显著低于对照处理；从表2和附图3可以看出，处理后60d对照处理土壤中高氯(》5)PCBs含量无明显变化，60d后略有下降，处理120d 土壤中高氯PCBs含量为31. Oyg kg—1，去除率为23. 0%，之后保持稳定，干湿交替处理土壤中高氯PCBs含量则于处理30d后迅速下降，处理60d干湿交替处理土壤中高氯PCBs含量降至 11. 9μ g kg、去除率为62. 2%，之后无显著变化。
表2干湿交替调控后土壤中PCBs含量
表3干湿交替调控后土壤中PCBs去除率
以上分析结果表明，干湿交替处理可有效降低土壤中PCBs含量，连续处理60d，可使土壤中总PCBs、低氯PCBs、高氯PCBs的去除率分别达78. 3%,80. 9%和62. 2%，显著高于对照处理的33. 8%,38. 8%和2. 6%。可见，通过土壤干湿交替调控能加速土壤中多氯联苯的去除，对多氯联苯污染土壤具有较好的修复作用。
权利要求
1.一种多氯联苯复合污染土壤的干湿交替原位修复方法，其特征在于采用连续干湿交 替的土壤水份调控措施，具体修复方法为a.首先对待修复土壤进行翻整，去除土壤表面秸秆、杂草，保持表层土壤的均一性， 待修复土壤区域的周界上修筑防渗层，所述防渗层的高度比土壤表面高出10 20cm ；b.向待修复区域灌入清洁水至高出土壤表面3 7cm，自然落干后再重新灌入清洁水 进行淹灌，保持区域内土壤“淹水_自然落干-淹水”这一连续干湿交替的运转方式30 120天后完成修复。
2.根据权利要求1所述的多氯联苯复合污染土壤的干湿交替原位修复方法，其特征在 于所述防渗层的材料为水泥或木板。
3.根据权利要求1所述的多氯联苯复合污染土壤的干湿交替原位修复方法，其特征在 于所述防渗层的修筑高度为高于表层土壤15cm。
4.根据权利要求1所述的多氯联苯复合污染土壤的干湿交替原位修复方法，其特征在 于所述清洁水源来自污染土壤附近打井抽取的处理用水。
全文摘要
一种多氯联苯复合污染土壤的干湿交替原位修复方法，采用连续干湿交替的土壤水份调控措施，具体修复方法为首先对待修复土壤进行翻整，去除土壤表面秸秆、杂草，保持表层土壤的均一性，在待修复土壤区域的周界上修筑防渗层，所述防渗层的高度比土壤表面高出10～20cm；向待修复区域灌入清洁水源至高出土壤表面3～7cm，自然落干后再重新灌入清洁水进行淹灌，保持区域内土壤“淹水-自然落干-淹水”这一连续干湿交替的运转方式30～120天后完成修复。干湿交替处理可有效降低土壤中PCBs含量，连续处理60d，可使土壤中总PCBs、低氯PCBs、高氯PCBs的去除率分别达78.3％、80.9％和62.2％，显著高于对照处理的33.8％、38.8％和2.6％。
文档编号B09C1/00GK101844146SQ20101013764
公开日2010年9月29日 申请日期2010年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者骆永明, 滕应, 孙向辉, 王家嘉, 涂晨, 李振高 申请人:中国科学院南京土壤研究所