一种去除农田土壤有机污染物组合物及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种去除农田土壤有机污染物组合物及其应用，属于农田土壤有机污染修复与改良技术领域。本发明专利技术以廉价的三价锰

【技术实现步骤摘要】
一种去除农田土壤有机污染物组合物及其应用


[0001]本专利技术涉及土壤有机污染修复与改良
，尤其涉及一种去除农田土壤有机污染物组合物及其应用。

技术介绍

[0002]土壤有机污染是当前的重要环境问题，近年来，基于过硫酸盐的高级氧化技术也越来越多的应用于土壤、地下水、地表水和沉积物中的有机污染物去除。在高级氧化技术应用过程中，过硫酸盐等氧化剂通过热、紫外光、过渡金属、碱等方式活化产生硫酸根自由基和羟基自由基，其具有较强的氧化能力，对有机污染物的去除具有较好的效果。然而，目前高级氧化技术在场地污染土壤修复中广泛应用，而对于农田土壤以及含有机质土壤而言存在一些致命缺陷，如反应条件要求苛刻，处理成本高，容易生成毒性更强的副产物，造成二次盐类污染；更重要的是破坏了土壤有机质、土壤结构和微生物等，造成土壤有机质矿化，养分贫瘠，甚至永远无法恢复。如中国专利技术专利CN106753386B公开了一种处理高浓度有机磷农药污染土壤的组合物，该专利技术利用碱活化过硫酸钠产生强氧化性的硫酸根自由基和羟基，能够有效降解场地土壤中高浓度的有机磷农药，仅适合于场地高浓度有机磷农药污染土壤的处理。此类高级氧化技术主要是利用形成的高活性羟基和硫酸根等自由基氧化去除有机污染物，这些自由基没有选择性，可以氧化包括土壤有机质在内的各种有机物，这就导致土壤有机质会遭到严重破坏，甚至发生矿化作用，因此不适用于农田土壤有机污染物的去除。因此，发展一种环境友好型并适用于农田有机污染土壤的修复技术迫在眉睫。
[0003]目前，基于高价锰氧化剂材料已被广泛用于土壤
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地下水修复、饮用水处理的产品药剂，主要包括高锰酸钾和锰氧化物。但由于高锰酸钾是一种紫红色氧化剂，其在酸性条件下具有极强的氧化性，处理后的土壤会残留一定量高锰酸钾，并使土壤呈现出紫红色或红色，同时也会破坏土壤有机质，因此高锰酸钾不适用于农田土壤修复。对于锰氧化物而言，主要以棕色颗粒形态存在，其溶解度很低，导致农田土壤中污染物去除效果减弱。由于土壤的高度异质性，这些锰氧化物颗粒材料无法较好地应用到农田土壤有机污染修复中去，因此需要开发在土壤中分散性好、易传质的锰基材料。
[0004]研究发现，水环境、沉积物以及土壤环境中普遍存在着大量的溶解性三价锰，主要以环境配体络合物形式存在。焦磷酸盐(PP)广泛存在于水环境以及土壤环境中，可以作为一种优良的螯合剂络合环境中的三价锰Mn(III)形成稳定的三价锰
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焦磷酸钠络合物(Mn(III)
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PP)，但由于Mn(III)
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PP在自然环境中的氧化能力有限，无法去除环境中的难降解有机污染物，从而限制了Mn(III)在土壤修复中的应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种去除农田土壤有机污染物组合物及其应用，所述去除农田土壤有机污染物组合物实现了Mn(III)在农田有机污染土壤中的修复。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种去除农田土壤有机污染物组合物，包括三价锰
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焦磷酸钠络合物溶液和豆粕提取液，所述三价锰
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焦磷酸钠络合物溶液的浓度为5～50mmol/L，所述豆粕提取液中活性成分的总浓度为0.5～5g/L。
[0008]优选的，所述三价锰
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焦磷酸钠络合物溶液和豆粕提取液的体积比为1:(0.5～10)。
[0009]优选的，所述三价锰
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焦磷酸钠络合物溶液的制备方法包括以下步骤：
[0010]将二氧化锰、焦磷酸钠、亚硫酸钠、水和pH调节剂混合，使所得混合液pH值为7.0～8.5，进行还原+络合反应，得到三价锰
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焦磷酸钠络合物溶液。
[0011]优选的，所述混合液中二氧化锰的浓度为0.5～5g/L，焦磷酸钠的浓度为0.1～1mol/L，亚硫酸钠的浓度为2.5～25mmol/L。
[0012]优选的，所述还原+络合反应的时间为1～2h。
[0013]优选的，所述豆粕提取液的制备方法包括以下步骤：
[0014]将豆粕与碱液混合，进行浸提，将所得浸提液进行间歇超声提取，过滤后，得到豆粕提取液。
[0015]优选的，所述豆粕与碱液的用量比为50～500g:1～2L，所述碱液的浓度为10～20mM；所述浸提的温度为40～60℃，时间为3～8天。
[0016]优选的，所述豆粕提取液中活性成分包括香兰素、夹竹桃麻素和黄豆苷原。
[0017]本专利技术提供了上述技术方案所述去除农田土壤有机污染物组合物在处理农田污染土壤中有机污染物和提高土壤有机质中的应用。
[0018]优选的，所述农田污染土壤与去除农田土壤有机污染物组合物的质量比为1:(1～10)。
[0019]本专利技术提供了一种去除农田土壤有机污染物组合物，包括三价锰
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焦磷酸钠络合物溶液和豆粕提取液，所述三价锰
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焦磷酸钠络合物溶液的浓度为5～50mmol/L，所述豆粕提取液中活性成分的总浓度为0.5～5g/L。本专利技术以廉价的三价锰
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焦磷酸钠络合物与豆粕提取液为组合物，三价锰会与豆粕提取液中活性酚类有机物(包括香兰素、夹竹桃麻素和黄豆苷原)分别对应形成更高活性的酚氧有机自由基(包括香兰素酚氧自由基、夹竹桃麻素酚氧自由基和黄豆苷原酚氧自由基)，这些自由基进一步与土壤中更惰性的有机污染物发生降解反应，实现农田土壤中有机污染物的高效去除。同时，豆粕提取液中活性酚类有机物的苯酚官能团经反应后会转变为苯醌官能团，其结构稳定能够长期储存在土壤中，从而达到提高土壤有机质含量的效果，因此豆粕提取液可以作为有机肥，能明显增加土壤有机质含量。
[0020]本专利技术所提供的组合物在降解有机污染物过程中所产生的活性物种为酚氧自由基，其对有机质具有环境友好性，避免了土壤有机质矿化；而传统高级氧化土壤修复技术在去除污染物的同时，会将土壤有机质矿化，导致生态功能收到破坏。
[0021]本专利技术所述组合物制备方法简单，成本低廉，经济可行，环境友好，效率高，有效避免了土壤修复中潜在的二次污染问题，对实际农田土壤中有机污染物具有显著的氧化去除能力，同时修复后的土壤有机质未受到破坏，并有效提高了土壤有机质含量，可以被广泛应用于农田土壤有机污染物去除，尤其适用于高有机质农田土壤，为高有机质土壤有机污染修复提供了广阔的应用前景。
[0022]应用例的结果表明，本专利技术所述三价锰
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焦磷酸钠络合物溶液与豆粕提取液所形成的组合物用于去除农田土壤中有机污染物，具有氧化活性好、利用率高、反应时间短、去除效率高以及环境友好等特点。经4小时处理，农田土壤中有机污染物的转化率到58.2～96.6％。此外，与现有高级氧化技术相比，本专利技术提供的组合物在农田土壤修复过程中不会破坏土壤中的有机质。豆粕提取液中的活性有机组分不仅可以增强有机污染物的去除，同时会作为良好的有机肥，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种去除农田土壤有机污染物组合物，其特征在于，包括三价锰
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焦磷酸钠络合物溶液和豆粕提取液，所述三价锰
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焦磷酸钠络合物溶液的浓度为5～50mmol/L，所述豆粕提取液中活性成分的总浓度为0.5～5g/L。2.根据权利要求1所述的去除农田土壤有机污染物组合物，其特征在于，所述三价锰
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焦磷酸钠络合物溶液和豆粕提取液的体积比为1:(0.5～10)。3.根据权利要求1或2所述的去除农田土壤有机污染物组合物，其特征在于，所述三价锰
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焦磷酸钠络合物溶液的制备方法包括以下步骤：将二氧化锰、焦磷酸钠、亚硫酸钠、水和pH调节剂混合，使所得混合液pH值为7.0～8.5，进行还原+络合反应，得到三价锰
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焦磷酸钠络合物溶液。4.根据权利要求3所述的去除农田土壤有机污染物组合物，其特征在于，所述混合液中二氧化锰的浓度为0.5～5g/L，焦磷酸钠的浓度为0.1～1mol/L，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王星皓，高娟，方国东，王玉军，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：