有机溶剂预处理协同过氧化氢修复多环芳烃污染土壤的方法

1.本发明属于环境污染修复领域，具体涉及有机溶剂预处理协同过氧化氢修复多环芳烃污染土壤的方法。


背景技术：

2.多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons，pahs)是一类典型持久性有机污染物，其中有16种多环芳烃被美国国家环境保护署列入优先控制污染物清单。环境中的pahs通过工业排放、污水灌溉、大气沉降等各种途径，最终进入到土壤中，造成土壤多环芳烃污染。由于多数多环芳烃具有毒性、致突变性和致癌性，修复多环芳烃污染土壤对保护环境、保障人体健康至关重要。
3.化学氧化法降解土壤中的多环芳烃仍是一种操作简单、效率高和运行成本低的工业可行方法。国内外学者针对多环芳烃污染土壤的修复难题进行了大量研究。专利cn108723082 b公开了一种负载固定型复合污染土壤化学氧化修复方法，该方法将一种固定型药剂加入土壤中降解土壤中的多环芳烃等污染物，但耗时较长，且长时间积蓄在土壤基质中的多环芳烃不易与氧化剂接触。cn101648207 b公开了一种有机物污染土壤的化学氧化修复方法及修复设备，该方法向土壤中依次加入螯合剂、活化剂和过氧化氢来降解土壤中的多环芳烃。但该方法同样未解决多环芳烃等污染物质与氧化剂的有效接触问题，不能使多环芳烃得到充分去除。专利cn110026426 b公开了一种有机污染场地土壤修复方法，该方法对土壤进行高温热脱附、淋洗、脱水处理，但需要对污水进一步处理，工序复杂。
4.在化学氧化过程中，多环芳烃污染土壤的修复难点在于，土壤中有机质含量高，过氧化氢等氧化剂被土壤中的有机质大量消耗，同时多环芳烃容易积蓄在土壤基质中，难以与过氧化氢接触，从而降低了多环芳烃的去除效果。本发明利用有机溶剂预处理多环芳烃污染土壤，使多环芳烃得以游离至土壤表面，有效地参与过氧化氢在活化剂的作用下的自由基氧化反应，增强了多环芳烃污染土壤的修复效果。该方法具有简单易操作、氧化剂消耗量小的优点，有很好的应用前景。截至目前尚未见有关有机溶剂预处理协同过氧化氢修复多环芳烃污染土壤的方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对污染土壤中多环芳烃难以游离出土壤表面从而使氧化剂消耗量大的问题，提供一种有机溶剂预处理协同过氧化氢修复多环芳烃污染土壤的方法。
6.本发明所述技术方案如下：
7.有机溶剂预处理协同过氧化氢修复多环芳烃污染土壤的方法，包括以下步骤：
8.(1)在连续搅拌条件下，将有机溶剂加入多环芳烃污染土壤中，所述的有机溶剂质量与土壤的质量之比为0.1～2，混合搅拌0.2～2h后，在30～80℃下挥发掉土壤中的有机溶剂，有机溶剂回收利用后尾气无害化处理，得到有机溶剂预处理后的土壤；
9.(2)向步骤(1)预处理后的土壤中加入纯水、活化剂和过氧化氢，使得水土质量比
为0.3～5、过氧化氢与土壤质量比为0.01～0.5，活化剂与过氧化氢摩尔比为0.01～0.5，搅拌反应1～12h，完成污染土壤修复。
10.步骤(1)中所述有机溶剂为甲醇、乙醇、乙醚、戊烷、己烷、丙酮、二氯甲烷、甲苯、二甲苯、乙腈中的一种或多种。
11.步骤(2)中所述的活化剂为硫酸亚铁、硫化亚铁、四氧化三铁、二硫化亚铁中的一种或多种。
12.本发明的优点是采用有机溶剂预处理土壤，使土壤基质中的多环芳烃解吸到土壤表面，增强了多环芳烃的可用性，从而进一步提高了过氧化氢氧化对多环芳烃的降解效果。有机溶剂可以完全挥发，不会在土壤中积蓄有害物质，对土壤产生毒性作用。且该方法操作简单，便于工程应用，适用于有机污染土壤的修复，有很好的应用前景。
附图说明
13.图1甲醇预处理土壤对过氧化氢修复多环芳烃污染土壤的影响
14.其中，h代表未用有机溶剂预处理，s1代表甲醇预处理
15.图2正己烷、丙酮预处理土壤对过氧化氢修复多环芳烃污染土壤的影响
16.其中，h代表未用有机溶剂预处理，s2代表正己烷预处理，s3代表丙酮预处理
17.图3二氯甲烷、乙腈预处理土壤对过氧化氢修复多环芳烃污染土壤的影响
18.其中，h代表未用有机溶剂预处理，s4代表二氯甲烷预处理，s5代表乙腈预处理
具体实施方式
19.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
20.所述污染土壤均采自安徽焦化污染场地多环芳烃污染土壤。
21.实施例1
22.取过60目筛污染土壤6g，在连续搅拌条件下，加入5g甲醇，25℃下混合搅拌1h后，土壤中的甲醇在在50℃的密闭条件下挥发并通过冷凝回收，得到甲醇预处理后的土壤。
23.将0.67g feso4溶于3.56ml纯水中，加入到预处理后的土壤并搅拌均匀，再加入2.44ml质量浓度为30％的h2o2(0.82g h2o2)，连续搅拌6h。对照组土壤多环芳烃的含量相同，除不进行甲醇预处理外，其他步骤与实验组相同。土壤中多环芳烃测定结果见图1，土壤中5种多环芳烃总量为0.84mg/kg，feso4活化h2o2氧化处理，多环芳烃降解率为30％，经甲醇预处理后再用feso4活化h2o2氧化，多环芳烃降解率提高到54％。
24.实施例2
25.取过60目筛污染土壤两份，各6g，在连续搅拌条件下，分别加入正己烷和丙酮各4g，25℃下混合搅拌1h后，土壤中的二氯乙烷和乙腈在50℃的密闭条件下挥发并通过冷凝回收，得到二氯甲烷和乙腈预处理后的土壤。
26.将0.67g feso4溶于3.56ml纯水中，加入到正己烷预处理后的土壤并搅拌均匀，再加入2.44ml质量浓度为30％的h2o2(0.82g h2o2)，连续搅拌6h。按相同方法，向丙酮预处理
后的土壤及未用有机溶剂预处理的土壤加入相同量的feso4和h2o2。土壤中多环芳烃测定结果见图2，土壤中5种多环芳烃总量为0.84mg/kg，feso4活化h2o2氧化处理，多环芳烃降解率为30％，经正己烷和丙酮预处理后再用feso4活化h2o2氧化，多环芳烃降解率分别提高到72％和71％。
27.实施例3
28.取过60目筛污染土壤两份，各6g，在连续搅拌条件下，分别加入二氯甲烷、乙腈各5g，25℃下混合搅拌1h后，土壤中的二氯乙烷和乙腈在50℃的密闭条件下挥发并通过冷凝回收，得到二氯甲烷和乙腈预处理后的土壤。
29.将0.67g feso4溶于3.56ml纯水中，加入到二氯乙烷预处理后的土壤并搅拌均匀，再加入2.44ml质量浓度为30％的h2o2(0.82g h2o2)，连续搅拌6h。按相同方法，向乙腈预处理后的土壤及未用有机溶剂预处理的土壤加入相同量的feso4和h2o2。土壤中多环芳烃测定结果见图2，土壤中5种多环芳烃总量为0.84mg/kg，feso4活化h2o2氧化处理，多环芳烃降解率为30％，经二氯乙烷和丙酮预处理后再用feso4活化h2o2氧化，多环芳烃降解率分别提高到66％和70％。