一种用于阿特拉津污染水体的联合修复方法技术

一种用于阿特拉津污染水体的联合修复方法，涉及一种污染水体修复方法，先在污染水体中加入促进微生物生长的营养物质并通气，降解阿特拉津母体及部分中间代谢产物。继而加入过硫酸盐微胶囊，通过化学氧化反应产生复合自由基基团（·OH、SO

A combined remediation method for atrazine polluted water

【技术实现步骤摘要】
一种用于阿特拉津污染水体的联合修复方法
本专利技术涉及一种污染水体修复方法，特别是涉及一种用于阿特拉津污染水体的联合修复方法。
技术介绍
近年来，我国水体有机污染问题得到了越来越多的关注。由于除草剂的大量使用，导致农田土壤和地表水（地下水）中有机氯农药（OrganochlorinePesticides，OCPs）超标的现象普遍存在。其中以阿特拉津（Atrazine）为主要成分的三氮苯类除草剂多年连续使用。阿特拉津的结构稳定、水溶性强、较难降解、被微生物矿化的过程十分缓慢，其在自然环境中的半衰期较长。环境中阿特拉津母体容易被微生物等降解，但其主要降解产物如脱乙基阿特拉津（Deethylatrazine，DEA）、脱异丙基阿特拉津（Deisopropylatrazine，DIA）、羟基阿特拉津（Hydroxyatrazine，HA）等较难被微生物利用从而降解，其中DEA和DIA的毒性与阿特拉津近似，并具有更高的极性和稳定性，能长期留存于水环境中。常规方法如添加外源微生物、植物修复等的效果不佳。生物刺激是通过添加营养物质或通气等促进微生物繁殖与生长，增加土著微生物活动从而增强对阿特拉津的降解。生物刺激具有成本低，效果好的优点，对于阿特拉津母体具有一定的降解能力，但是由于阿特拉津结构中三氮苯环的存在，微生物较难将其完全矿化，因此需要结合其它修复手段进行联合处理。化学修复技术具有对有机污染物普适性强、修复效果好、时间短等优势，尤其是对污染物复杂的有机污染水体。过硫酸盐（S2O82−）是有机污染水体化学修复中常用氧化剂，经过一定方式（热、碱、过渡金属等）活化后，过硫酸盐体系可以产生具有氧化性的硫酸盐自由基（SO4−·，E0=2.6V）和羟基自由基（·OH，E0=2.8V），理论上可以完全降解阿特拉津及其代谢产物。过硫酸盐的水溶性较好，可以充分的与水中的阿特拉津等有机污染物接触，将其降解成小分子有机物甚至完全矿化。而未活化的过硫酸盐可以在水环境中长期存在，形成阻止新输入污染物的危害保护层。阿特拉津及其代谢产物化学性质较稳定，只有在酸性或碱性介质中加热而水解。由于其结构中含有三氮苯环，导致自然界中的微生物难以对其降解。而且阿特拉津以及代谢产物约50%与铜、镉、锌等重金属以及腐殖酸等成分结合成复合物，这种形态几乎不能被微生物自然降解，这也促使了部分阿特拉津在土壤中长期残留，进而不断释放到水环境中。从结构上看，阿特拉津是一种三聚氰酸衍生物，因其大量使用造成其降解产物三聚氰酸在环境中的积累。三聚氰酸的均三嗪环结构稳定，常规方法无法将其分解。过硫酸盐可以在局部产生强氧化环境，产生包括硫酸根自由基、羟基自由基和单线态氧等，诱发三聚氰酸环断键分解，从而达到完全矿化的目的。过硫酸盐不但可以和有机污染物、有机质反应，也能与水体中的无机物反应，直接注入到水体中反应速度较快。这也导致了理论氧化剂需求量与实际氧化剂消耗量相差巨大。不仅降低了修复效果，造成药剂的浪费，还会带来二次污染。因此，需要采取一定的方法（如微胶囊技术）减缓过硫酸盐与污染物的反应速度以及提高自由基与污染物的接触概率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于阿特拉津污染水体的联合修复方法，本专利技术采用微生物刺激联合化学氧化的修复方法，减少了氧化剂的用量，提高了污染物的去除效率，降低了反应产生的硫酸盐带来的二次污染，提供微生物刺激联合过硫酸盐微胶囊氧化的方法，修复受阿特拉津及其代谢产物污染的水体。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种用于阿特拉津污染水体的联合修复方法，所述方法包括以过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠为芯材，以石蜡、硬脂酸为壁材，掺入惰性材料二氧化硅、硅藻土或膨润土，利用油相相分离法制备亲油性微胶囊，在微生物刺激降解部分阿特拉津母体后，加入过硫酸盐微胶囊降解剩余有机污染物；该方法为先在污染水体中加入促进微生物生长的营养物质并通气，降解阿特拉津母体及部分中间代谢产物；继而加入过硫酸盐微胶囊，通过化学氧化反应产生复合自由基基团（·OH、SO4-·和O2-·等）降解微生物不能降解的阿特拉津代谢产物（含三氮苯环类物质）；刺激微生物生长的营养物质，磷源和氮源为外加，碳源为阿特拉津及其代谢产物，按照实际污染物浓度估算；该方法修复的微胶囊的制备方法，包括以下步骤：（1）取硬脂酸或石蜡等溶解于无水乙醇中充分搅拌，加热至65℃左右，使其充分溶解，再加入惰性物质如二氧化硅、硅藻土或膨润土；（2）然后按比例加入过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠，停止搅拌，超声使其在壁材溶液中均匀分散；（3）停止超声，搅拌的同时降低温度，使壁材溶解度降低，以过硫酸盐为核心凝聚析出，冷却后形成微胶囊。所述的一种用于阿特拉津污染水体的联合修复方法，所述微生物刺激药剂，其C:N:P的摩尔比为100:10:1，磷源为磷酸钠（Na3PO4·12H2O）或磷酸钙（Ca3(PO4)2），氮源为硫酸铵（(NH4)2SO4）或硝酸铵（NH4NO3）；碳源为阿特拉津及其代谢产物，按照实际污染物浓度估算。所述的一种用于阿特拉津污染水体的联合修复方法，所述微胶囊芯材由过硫酸盐组成，壁材由石蜡、硬脂酸组成；上述芯材：壁材的比例为2:5；微胶囊中添加惰性物质如二氧化硅、硅藻土或膨润土，质量为微胶囊的1/10~1/5。所述的一种用于阿特拉津污染水体的联合修复方法，所述阿特拉津及其代谢产物：阿特拉津、脱乙基阿特拉津、脱异丙基阿特拉津、羟基阿特拉津、脱乙基脱异丙基阿特拉津和三聚氰酸中的一种或者几种组合。所述的一种用于阿特拉津污染水体的联合修复方法，所述方法的应用：先采用微生物刺激法促进阿特拉津母体及部分中间产物的降解，然后利用过硫酸盐微胶囊降解微生物不能降解的含三氮苯环结构的化合物修复水体。本专利技术的优点与效果是：本专利技术通过微生物刺激方法与化学氧化方法顺序联合使用，避免了污染物的非完全降解，降低了氧化剂的无谓消耗，提高了污染物的降解效果，产生了更适宜目标污染物降解的复合自由基基团，适合阿特拉津及其代谢产物污染水体的修复。1、本专利技术提供的制备方法具有工艺简单、操作管理安全、所用化学原料廉价易得等优点。2、本专利技术采用微生物刺激联合化学氧化的修复方法，减少了氧化剂的用量，提高了污染物的去除效率，降低了反应产生的硫酸盐带来的二次污染。3、本专利技术采取的过硫酸盐微胶囊化的方法可以降低过硫酸盐和有机污染物的反应速率，在水体中形成保护层。4、本专利技术适用于受到长期阿特拉津及其代谢产物污染的水体，可以原位修复，对环境影响较小。附图说明图1为本专利技术原理示意图。具体实施方式以下提供本专利技术微生物刺激联合化学氧化方法去除水体中阿特拉津及其代谢产物方法的具体实施方式，但本专利技术并不局限于此。本专利技术以过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠为芯材，以石蜡、硬脂酸等为壁材，掺入惰性材料二氧化硅、硅藻土或膨润土等，利用油相相分离法制备亲油性微胶囊。在微生物刺激降解部分阿特拉津母体后，加入过硫酸盐微胶囊降解剩余有机污本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于阿特拉津污染水体的联合修复方法，其特征在于，所述方法包括以过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠为芯材，以石蜡、硬脂酸为壁材，掺入惰性材料二氧化硅、硅藻土或膨润土，利用油相相分离法制备亲油性微胶囊，在微生物刺激降解部分阿特拉津母体后，加入过硫酸盐微胶囊降解剩余有机污染物；该方法为先在污染水体中加入促进微生物生长的营养物质并通气，降解阿特拉津母体及部分中间代谢产物；继而加入过硫酸盐微胶囊，通过化学氧化反应产生复合自由基基团（·OH、SO

【技术特征摘要】
1.一种用于阿特拉津污染水体的联合修复方法，其特征在于，所述方法包括以过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠为芯材，以石蜡、硬脂酸为壁材，掺入惰性材料二氧化硅、硅藻土或膨润土，利用油相相分离法制备亲油性微胶囊，在微生物刺激降解部分阿特拉津母体后，加入过硫酸盐微胶囊降解剩余有机污染物；该方法为先在污染水体中加入促进微生物生长的营养物质并通气，降解阿特拉津母体及部分中间代谢产物；继而加入过硫酸盐微胶囊，通过化学氧化反应产生复合自由基基团（·OH、SO4-·和O2-·等）降解微生物不能降解的阿特拉津代谢产物（含三氮苯环类物质）；刺激微生物生长的营养物质，磷源和氮源为外加，碳源为阿特拉津及其代谢产物，按照实际污染物浓度估算；该方法修复微胶囊制备方法，包括以下步骤：
（1）取硬脂酸或石蜡等溶解于无水乙醇中充分搅拌，加热至65℃左右，使其充分溶解，再加入惰性物质如二氧化硅、硅藻土或膨润土；
（2）然后按比例加入过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠，停止搅拌，超声使其在壁材溶液中均匀分散；
（3）停止超声，搅拌的同时降低温度，使壁材溶解度降低，以过硫酸盐为核心凝聚析出，冷却后形成微胶囊。


2.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊，赵悦铭，邬松柏，焦振恒，王辉，王英刚，王晓旭，宗芳，
申请(专利权)人：沈阳大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21