一种氧化降解有机污染物的土壤修复材料和土壤修复方法技术

本发明专利技术涉及一种氧化降解有机污染物的土壤修复材料及土壤修复方法，该土壤修复材料包括稳定剂、活化剂和氧化剂；土壤修复方法，采用土壤修复材料，包括以下步骤：S1：将稳定剂加入污染土壤，加水搅拌混合均匀并老化；S2：在步骤S1得到的土壤中先后加入活化剂和氧化剂，并加水混合成泥浆；S3：老化并养护步骤S2得到的泥浆，得到去污染土壤。与现有技术相比，本发明专利技术工艺操作简单，反应条件温和，具有高效的处理效果，可广泛应用于有机污染土壤修复领域。

A soil remediation material and method for oxidative degradation of organic pollutants

【技术实现步骤摘要】
一种氧化降解有机污染物的土壤修复材料和土壤修复方法
本专利技术涉及土壤修复领域，尤其是涉及一种氧化降解有机污染物的土壤修复材料和土壤修复方法。
技术介绍
近年来全国土壤有机污染面临严峻形势。依据环境保护部和国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，全国土壤总的点位超标率为16.1％。多环芳烃、石油烃、农药、抗生素等能在土壤中长期存在并富集，去除这些难降解、持久性有机污染物，是土壤修复领域的重要课题。化学氧化技术常被应用于土壤修复领域。过氧化氢、过氧化钙、过硫酸盐等过氧化物，在添加催化材料和改变环境条件(例如pH、热)时，可产生羟基自由基等活性氧物质从而达到降解有机污染物的目的。经检索文献发现，中国专利CN109226246A公开了一种砷和有机物污染土壤的修复方法。其使用双氧水与氯化亚铁体系处理污染土，操作条件为，在真空条件下将土壤处理体系加热200℃以上并保持30min，该专利技术中真空和高温条件增加了实际操作过程中的能耗和成本，使得该技术难以大面积推广使用。中国专利CN107057711A公开了一种土壤化学氧化修复添加剂的制备方法，其将还原性木糖和α-氨基酸在高温下进行美得拉化学反应，经强酸强碱处理析出沉淀，得到含有大量羟基、羰基、羧酸基和氨基活性基团的添加剂，该添加剂与铁络合形成铁配合物，活化过氧化氢降解有机污染。但该添加剂的成分复杂，容易消耗活性氧物质降低过氧化物对污染物的催化效率；此外，该添加剂的环境生态毒性尚不可知。2012年Venny等(ChemicalEngineeringJournal180(2012)1-8)报导了使用480mMH2O2和60mM硝酸铁为芬顿试剂去除土壤中的多环芳烃，该研究使用液体过氧化物双氧水，然而双氧水在土壤中极易分解产生氧气，存在快速失活和利用效率低的问题。总之，目前基于氧化修复土壤有机污染的技术还存在土壤酸化、过氧化物快速失活、过氧化物利用效率过低等难题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种阻止过氧化物快速失活、提高活性氧利用效率、反应后能维持土壤体系近中性且操作简便可行的氧化降解有机污染物的土壤修复材料和土壤修复方法。本专利技术使用稳定剂阻止过氧化物在土壤中快速失活并且为土壤提供肥力，同时使用含铁材料作为活化剂有效减轻土壤酸化问题，除此之外，使用固体过氧化物代替传统化学氧化反应使用的液体过氧化物如过氧化氢等，可起到缓释活性氧的作用。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：本专利技术一方面提供一种氧化降解有机污染物的土壤修复材料，包括稳定剂、活化剂和氧化剂。优选地，所述的稳定剂包括焦磷酸钠、过磷酸钙、柠檬酸钠、乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)等化合物中的一种或多种。进一步优选所述的稳定剂包括过磷酸钙和/或柠檬酸钠。优选地，所述的活化剂为含铁材料，包括含铁粘土矿物或含铁化合物，铁主要以铁的氧化物或/和铁的硫化物形态存在，所述铁的硫化物包括FeS或FeS2，所述铁的氧化物包括FeOOH、Fe2O3或Fe3O4。进一步优选所述的含铁材料中的铁为一种铁的硫化物与一种铁的氧化物的混合。优选地，所述的氧化剂为固体过氧化物，包括过氧化钙、过氧化镁、过氧化锌和过氧化尿素的一种或两种。进一步优选所述的氧化剂为过氧化钙或过氧化镁中的一种与过氧化尿素的组合。本专利技术第二方面还提供一种土壤修复方法，采用所述的土壤修复材料，包括以下步骤：S1：将稳定剂加入污染土壤，加水搅拌混合均匀并老化；S2：在步骤S1得到的土壤中先后加入活化剂和氧化剂，并加水混合成泥浆；S3：老化并养护步骤S2得到的泥浆，得到去污染土壤。优选地，步骤S1中，稳定剂与污染土壤的质量比为1:5～150。优选地，步骤S1中，水与污染土壤的质量比为1～10:1。优选地，步骤S1中，老化时间为2～24h。优选地，步骤S2中，活化剂与土壤的质量比为1:15～150。优选地，步骤S2中，按土壤与水质量比为1:2～20加入水。优选地，步骤S3中，老化时间为1～5天。优选地，步骤S3中，老化期间，按照土壤与水质量比为1:2～20喷洒水1～3次。优选地，活化剂与氧化剂的比例为1～20:1；氧化剂一次加入或分多次加入，当氧化剂分多次加入时，加入次数与喷洒水次数相同。优选地，混合使用固液混合设备，混合的速度为200-700r/min，混合温度为20-60℃。速度太低，稳定剂不能与水土混合液混合均匀稳定效果差，易造成氧化剂快速失活；混合速度太高，会造成土壤体系温度增高，出现剪切增稠的现象，降低氧化效率。进一步优选地，混合的速度为300-500r/min，混合温度为25-40℃。优选地，所述的污染土壤为有机污染土壤，污染物包括石油烃、多环芳烃、有机磷农药、有机氯农药、抗生素和激素的一种或多种。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所提出的土壤有机污染修复方法与其他常规方法比，具有过氧化物稳定性高、修复效率高、成本低、操作简单且无需处理土壤酸化问题等优点，且能补充土壤的肥力，处理后的土壤可以直接用于农业、林业和居住地开发。本专利技术工艺操作简单，反应条件温和，具有高效的处理效果，可广泛应用于有机污染土壤修复领域。附图说明图1为土壤修复方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术的具体实施方式参照流程图1所示。石油烃污染土壤的获取：取加油站管道附近的表层以下10-20cm适量土壤，去除瓦砾等杂质，置于60℃烘箱中48小时烘干样品，再研磨过400目网筛，置于干燥器中备用。氧化降解去除土壤中的石油烃的具体操作如下：取5g石油烃污染土壤于锥形瓶中，按比例添加过磷酸钙，加入适量的水，用磁力搅拌混合均匀，搅拌速度为350r/min，老化数小时。加入一定量的活化剂，磁力搅拌混合均匀，然后加入氧化物，磁力搅拌混合均匀，老化数日，老化过程中按比例添加水数次。老化结束后，将土壤放入-80℃冰箱冷冻至少2h，转入到冷冻干燥器中干燥至少48h。干燥结束后，取出土壤转移到40mL带橡胶垫片瓶盖的透明玻璃瓶中，加入10mL正己烷，迅速旋紧瓶盖，摇晃使得正己烷与污染土壤混合均匀，然后在100W的超声下超声萃取30分钟，取上清液过滤，用气相色谱仪进行检测。对照实验为污染土壤，未添加稳定剂/活化剂/氧化剂按照上述步骤操作。实施例1将0.5g稳定剂过磷酸钙与污染土壤混合，并加15g水混合均匀，磁力搅拌5h。混合均匀，加入0.075本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化降解有机污染物的土壤修复材料，其特征在于，包括稳定剂、活化剂和氧化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种氧化降解有机污染物的土壤修复材料，其特征在于，包括稳定剂、活化剂和氧化剂。


2.根据权利要求1所述的一种氧化降解有机污染物的土壤修复材料，其特征在于，所述的稳定剂包括焦磷酸钠、过磷酸钙、柠檬酸钠、乙二胺四乙酸二钠和乙二胺二琥珀酸的一种或多种；优选所述的稳定剂包括过磷酸钙和/或柠檬酸钠。


3.根据权利要求1所述的一种氧化降解有机污染物的土壤修复材料，其特征在于，所述的活化剂为含铁材料，包括含铁粘土矿物或含铁化合物，铁主要以铁的氧化物或/和铁的硫化物形态存在，所述铁的硫化物包括FeS或FeS2，所述铁的氧化物包括FeOOH、Fe2O3或Fe3O4；优选所述的含铁材料中的铁为一种铁的硫化物与一种铁的氧化物的混合。


4.根据权利要求1所述的一种氧化降解有机污染物的土壤修复材料，其特征在于，所述的氧化剂为固体过氧化物，包括过氧化钙、过氧化镁、过氧化锌和过氧化尿素的一种或两种；优选所述的氧化剂为过氧化钙或过氧化镁中的一种与过氧化尿素的组合。


5.一种土壤修复方法，其特征在于，采用如权利要求1～4任一所述的土壤修复材料，包括以下步骤：
S1：将稳定剂加入污染土壤，加水搅拌混合均匀并老化；
S2：在步骤S1得到的土壤中先后加入活化剂和氧化剂，并加水混合成泥浆；
S3：老化并养护步骤S2得到的泥浆，得到去...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙明策，秦娇龙，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31