本发明专利技术涉及一种表面活性剂强化电动力学修复PAHs污染土壤的方法，其特征在于它包括：在待修复的PAHs污染土壤(11)上方搭建工棚，机械疏松待修复的PAHs污染土壤(11)；在疏松后的土壤表面以喷洒量为10～100L/m2喷洒表面活性剂溶液；在待修复的PAHs污染土壤(11)两侧对称地设有阳极室(13)和阴极室(9)，阳极缓冲液在阳极室(13)与阳极缓冲池(2)间循环流动，阴极缓冲液在阴极室(9)与阴极缓冲池(5)间循环流动；恒压直流电源(3)的电压梯度为0.1～1V/cm；在循环流动的第1～3d，一次性向每平方米待修复的PAHs污染土壤(11)表面喷洒漆酶溶液10～100L。本发明专利技术具有修复系统简单、原位修复和绿色安全的特点；能同时实现PAHs污染土壤中污染物的迁移和降解。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污染土壤的修复
具体涉及一种表面活性剂强化电动力学修复PAHs污染土壤的方法。
技术介绍
多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)通常是指含有两环或两环以上的以线状、角状或簇状排列的稠环化合物，属于疏水性有机污染物，而PAHs具有很强的致癌、致突变及致畸性的特性，是环境致癌化学物质中最大的一类，对微生物生长有强抑制作用。PAHs因其稳定的环状结构而不易被微生物利用，广泛存在人类生态环境中。焦化厂、钢铁厂和煤气厂等在生产过程中会排放出大量PAHs，通过大气干湿沉降等，导致周边土壤PAHs含量远远超过环境安全标准。此外，在城市化进程中，大量污染企业外迁，留下许多高风险工业污染场地亟待修复，其中包括PAHs污染土壤。漆酶(Laccase)是一种含铜的多酚氧化酶(p-diphenol oxidase EC.1.10.3.2)，担子菌纲的白腐菌是漆酶的主要产生者，漆酶具有780mV氧化还原电位，能把分子氧直接还原为水，在没有H2O2和其它次级代谢产物存在下，可催化氧化许多有机污染物，正是由于漆酶对底物降解的广谱特性，漆酶已被研究用于环境中PAHs化合物的降解、氯酚类杀虫剂和农药土壤污染物的降解等，具有较好的处理效果。尽管漆酶对有机污染修复呈现了良好的前景，可仍然存在许多限制因素和问题。首先游离漆酶在作用过程中易受环境条件影响而变性失活，在一定程度上限制了其工业化应用范围；其次漆酶在土壤介质条件下与污染物之间传质效率低，直接影响漆酶的催化降解效率[PV.Iyer，L.Ananthanarayan.Enzyme stability and stabilization-aqueous and non-aqueous environment[J].Process Biochemistry，2008，43：1019-1032.]，限制了漆酶在土壤有机污染修复中的应用。电动力学(Electrokinetics，EK)修复技术是一种新型高效的去除土壤和地下水中污染物的修复技术。EK修复技术的基本原理是通过施加微弱直流电场，利用该电场产生的各种电动力学效应使得污染物定向移动到指定区域内从而得到分离。其修复机制主要包括电迁移、电渗析和电泳。目前该方法已被运用在有机污染物的治理中，效果明显，且具有良好的使用前景(LagemanR.Electroreclamation applications in the Netherlands[J].Environsci.Echnol，1993，27(13)：2648-2650)。EK修复技术虽能提高有机物的处理效果，但只可以作为强化和迁移技术，无法实现污染物的转化去除。表面活性剂是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。在EK修复PAHs污染土壤的修复过程中加入表面活性剂可以将土壤中的PAHs洗脱至土壤溶液中，增强了PAHs溶解的作用，从而提高了EK修复PAHs污染土壤的迁移效率。但在EK修复PAHs污染土壤的修复过程中加入表面活性剂虽能提高PAHs的迁移效率，但无法实现PAHs的转化降解。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述技术缺陷，目的是提供一种修复系统简单、原位修复和绿色安全的PAHs污染土壤的修复方法；该方法能有效提高土壤中污染物的迁移降解效率。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是，一种表面活性剂强化电动力学修复PAHs污染土壤的方法，其特征在于它包括：1)PAHs污染土壤修复前的准备：在待修复的PAHs污染土壤(11)上方搭建工棚，机械疏松待修复的PAHs污染土壤。在疏松后的土壤表面喷洒表面活性剂溶液，表面活性剂溶液喷洒量为10～100L/m2；2)PAHs污染土壤的修复系统：在待修复的PAHs污染土壤(11)两侧对称地设有阳极室(13)和阴极室(9)，待修复的PAHs污染土壤(11)∶阳极室(13)∶阴极室(9)的体积比为(10～100)∶1∶1；阳极室(13)与待修复的PAHs污染土壤(11)的接触面间设有阳极夹层(12)，阴极室(9)与待修复的PAHs污染土壤(11)的接触面间设有阴极夹层(10)，所述阳极室(13)和所述阴极室(9)除与对应的阳极夹层(12)和阴极夹层(10)接触的面外其余接触面均为防渗面；阳极石墨电极(14)置于阳极室(13)中，阴极石墨电极(8)置于阴极室(9)中；阳极缓冲池(2)与阳极室(13)中盛装有阳极缓冲液，阴极缓冲池(5)和阴极室(9)中盛装有阴极缓冲液，阳极室(13)通过第一恒流泵(1)和第二恒流泵(15)与阳极缓冲池(2)循环连通，阴极室(9)通过第三恒流泵(6)和第四恒流泵(7)与阴极缓冲池(5)循环连通；阳极石墨电极(14)与恒压直流电源(3)的正极连接，阴极石墨电极(8)通过万用表(4)与恒压直流电源(3)的负极连接，恒压直流电源(3)施加给待修复的PAHs污染土壤(11)的电压梯度为0.1～1V/cm；3)PAHs污染土壤的修复：启动第一恒流泵(1)和第二恒流泵(15)，阳极缓冲液在阳极缓冲池(2)与阳极室(13)间循环流动，同时启动第三恒流泵(6)和第四恒流泵(7)，阴极缓冲液在阴极缓冲池(5)和阴极室(9)间循环流动，阳极缓冲液和阴极缓冲液每小时的循环流量相同，阳极缓冲液每小时的循环流量为阳极室(13)体积的0.5～5倍，循环流动时间为15～30d；在循环流动的第1～3d，一次性向待修复的PAHs污染土壤(11)表面喷洒漆酶溶液，喷洒量为10～100L/m2。进一步，所述表面活性剂为生物表面活性剂鼠李糖脂、非离子表面活性剂吐温80和曲拉通X-100中的一种，表面活性剂溶于水制得表面活性剂溶液，浓度为0.1～10g/L。进一步，所述漆酶溶液为真菌所产的溶液或为成品试剂所配制的溶液；漆酶溶液的酶活为0.1～4U/mL。进一步，所述阳极缓冲液为乙酸钠溶液，浓度为0.1～1.0mol/L；所述阴极缓冲液为乙酸溶液，浓度为0.1～1.0mol/L。进一步，所述阳极夹层(12)和所述阴极夹层(10)均由两层滤网和两层滤纸组成，两层滤纸夹位于两层滤网间。由于采用上述技术方案，本专利技术与现有的技术相比的优点在于：本专利技术在EK与漆酶联用修复过程中加入表面活性剂，突破了单一的EK修复技术的局限，增强了PAHs污染土壤中PAHs的溶解性和迁移效率，提高了土壤中PAHs的降解率。表面活性剂由于具有可降低表面张力，增强有机污染物溶解的作用，可以提高有机污染物的流动性和生物可利用性。在EK与漆酶联用修复技术的修复过程中加入表面活性剂能够增强复杂有机污染物的溶解性和提高电动力学的迁移效率，提高土壤中难溶性有机物的降解率。另一方面，表面活性剂可提高漆酶的催化活性，促进漆酶对PAHs的降解作用。漆酶的降解作用可以使PAHs污染物的憎水性得到改善，加快PAHs污染物在土壤中的迁移；并且漆酶的副产物是水，无二次污染。本专利技术的修复系统是根据待修复的PAHs污染土壤的位置设置阳极室、阴极室、阳极缓冲池、阴极缓冲池、电极和恒压直流电源，结构简单、易于操作；而且不需要开挖、移动土壤，通过施加在PAHs污染土壤的电场来处理PAHs本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种表面活性剂强化电动力学修复PAHs污染土壤的方法，其特征在于它包括：1)PAHs污染土壤修复前的准备：在待修复的PAHs污染土壤(11)上方搭建工棚，机械疏松待修复的PAHs污染土壤(11)；在疏松后的土壤表面喷洒表面活性剂溶液，表面活性剂溶液喷洒量为10～100L/m2；2)PAHs污染土壤的修复系统：在待修复的PAHs污染土壤(11)两侧对称地设有阳极室(13)和阴极室(9)，待修复的PAHs污染土壤(11)∶阳极室(13)∶阴极室(9)的体积比为(10～100)∶1∶1；阳极室(13)与待修复的PAHs污染土壤(11)的接触面间设有阳极夹层(12)，阴极室(9)与待修复的PAHs污染土壤(11)的接触面间设有阴极夹层(10)，所述阳极室(13)和所述阴极室(9)除与对应的阳极夹层(12)和阴极夹层(10)接触的面外其余接触面均为防渗面；阳极石墨电极(14)置于阳极室(13)中，阴极石墨电极(8)置于阴极室(9)中；阳极缓冲池(2)与阳极室(13)中盛装有阳极缓冲液，阴极缓冲池(5)和阴极室(9)中盛装有阴极缓冲液，阳极室(13)通过第一恒流泵(1)和第二恒流泵(15)与阳极缓冲池(2)循环连通，阴极室(9)通过第三恒流泵(6)和第四恒流泵(7)与阴极缓冲池(5)循环连通；阳极石墨电极(14)与恒压直流电源(3)的正极连接，阴极石墨电极(8)通过万用表(4)与恒压直流电源(3)的负极连接，恒压直流电源(3)施加给待修复的PAHs污染土壤(11)的电压梯度为0.1～1V/cm；3)PAHs污染土壤的修复：启动第一恒流泵(1)和第二恒流泵(15)，阳极缓冲液在阳极缓冲池(2)与阳极室(13)间循环流动，同时启动第三恒流泵(6)和第四恒流泵(7)，阴极缓冲液在阴极缓冲池(5)和阴极室(9)间循环流动，阳极缓冲液和阴极缓冲液每小时的循环流量相同，阳极缓冲液每小时的循环流量为阳极室(13)体积的0.5～5倍，循环流动时间为15～30d；在循环流动的第1～3d，一次性向待修复的PAHs污染土壤(11)表面喷洒漆酶溶液，喷洒量为10～100L/m2。...
【技术特征摘要】
1.一种表面活性剂强化电动力学修复PAHs污染土壤的方法，其特征在于它包括：1)PAHs污染土壤修复前的准备：在待修复的PAHs污染土壤(11)上方搭建工棚，机械疏松待修复的PAHs污染土壤(11)；在疏松后的土壤表面喷洒表面活性剂溶液，表面活性剂溶液喷洒量为10～100L/m2；2)PAHs污染土壤的修复系统：在待修复的PAHs污染土壤(11)两侧对称地设有阳极室(13)和阴极室(9)，待修复的PAHs污染土壤(11)∶阳极室(13)∶阴极室(9)的体积比为(10～100)∶1∶1；阳极室(13)与待修复的PAHs污染土壤(11)的接触面间设有阳极夹层(12)，阴极室(9)与待修复的PAHs污染土壤(11)的接触面间设有阴极夹层(10)，所述阳极室(13)和所述阴极室(9)除与对应的阳极夹层(12)和阴极夹层(10)接触的面外其余接触面均为防渗面；阳极石墨电极(14)置于阳极室(13)中，阴极石墨电极(8)置于阴极室(9)中；阳极缓冲池(2)与阳极室(13)中盛装有阳极缓冲液，阴极缓冲池(5)和阴极室(9)中盛装有阴极缓冲液，阳极室(13)通过第一恒流泵(1)和第二恒流泵(15)与阳极缓冲池(2)循环连通，阴极室(9)通过第三恒流泵(6)和第四恒流泵(7)与阴极缓冲池(5)循环连通；阳极石墨电极(14)与恒压直流电源(3)的正极连接，阴极石墨电极(8)通过万用表(4)与恒压直流电源(3)的负极连接，恒压直流电源(3)施加给待修复的PAHs污染土壤(11)的电压梯度为0.1～1...
【专利技术属性】
技术研发人员：任大军，郭舒悦，张淑琴，龚洁，杨芬，李春侠，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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