一种处理有机污染土壤中六氯乙烷的组合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种处理有机污染土壤中六氯乙烷的组合物及其应用，属于有机污染土壤修复技术领域。本发明专利技术通过使用包含硫化钠和氧化剂的组合物，硫化钠可以快速还原土壤中的铁矿物产生二价铁，继而有效地还原降解土壤中的高氯代有机污染物六氯乙烷，同时加入的氧化剂可以快速高效地降解土壤中累积的氯代烯烃类污染物四氯乙烯，最终实现有机污染土壤中六氯乙烷的高效去除和矿化，为高卤代有机污染土壤修复方向提供了广阔的应用前景。复方向提供了广阔的应用前景。复方向提供了广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种处理有机污染土壤中六氯乙烷的组合物及其应用


[0001]本专利技术属于有机污染土壤修复
，更具体地说，涉及一种处理有机污染土壤中六氯乙烷的组合物及其应用。

技术介绍

[0002][0003]目前，常用的修复技术主要包括：土壤气相抽提、原/异位热处理、化学氧化还原、微生物修复等。针对不同类型的污染场地，上述修复方法有不同的适用范围。目前，关于单独利用原位热处理或化学氧化/还原技术修复有机污染场地在机制研究及应用上相对比较成熟。其中，热处理技术是场地有机污染土壤修复的一类重要技术，能够快速、高效地去除污染场地中半挥发和易挥发类有机污染物。然而原位热处理技术应用成本高、能耗高已成为该技术应用推广的关键瓶颈。氧化/还原技术处理水体中有机污染物的研究已有很多报道，但其用于实际有机污染场地的研究相对较少，这主要是因为在实际应用过程中存在很多困难，如氧化/还原药剂在土壤中的传输效率低，药剂与污染物的反应效率低，严重影响了氧化/还原药剂对土壤中污染物的去除效果。
[0004]经检索发现，国内有一些利用纳米零价铁还原去除有机污染物或利用高级氧化剂(如PS 等)产生氧化性自由基降解土壤中有机污染物的专利，例如申请号CN202111305766.7的中国专利技术专利申请公开了一种纳米零价铁锰双金属材料去除水体中有机污染物的方法；申请号 CN201611182797.7的中国专利技术专利申请公开了一种生物炭负载纳米零价铁复合材料的制备方法，并实现地下水环境中铅的高效去除；申请号CN201611200096.1的中国专利技术专利申请公开了一类使用二价铁和双氧水活化PS去除土壤中有机氯农药的方法；申请号 CN201711440570.2的中国专利技术专利申请利用加热、过氧化氢和鳌合过渡金属活化PS去除土壤中半挥发性有机污染物的技术。但是，上述专利所利用的材料大部分都是研究广泛的固体材料(如零价铁、生物炭等)，其在土壤体系中很难迁移，且利用材料本身的氧化还原特性直接还原或氧化作用来降解土壤或水体中的有机污染物，造成土壤中污染物的去除效果大大降低。

技术实现思路

[0005]1.要解决的问题
[0006]针对现有有机污染土壤修复技术存在污染物去除效果差、应用成本高、能耗高的问题，本专利技术提供一种处理有机污染土壤中六氯乙烷的组合物及其应用。本专利技术通过使用包含硫化钠和氧化剂的组合物，硫化钠可以快速还原土壤中的铁矿物产生二价铁，继而有效地还原降解土壤中的高氯代有机污染物六氯乙烷，同时加入的氧化剂可以产生大量自由基，从而快速高效地降解土壤中累积的氯代烯烃类污染物四氯乙烯，最终实现有机污染土壤中六氯乙烷的高效去除和矿化。
[0007]2.技术方案
(30℃)；
[0029]图4示出先还原后氧化体系中PCE浓度的变化动力学，其中(a)不同氧化剂(H2O2、PMS、 PS)影响(30℃)；(b)不同温度影响；(c)不同浓度H2O2影响(30℃)。
具体实施方式
[0030]下面结合具体实施例对本专利技术进一步进行描述。
[0031]本专利技术的一种处理有机污染土壤中六氯乙烷的组合物，包括硫化钠作为组分A，以及氧化剂作为组分B；所述组分A与组分B之间的摩尔比为2：5～25：1，并且所述组分B可以包括以下氧化剂中的一种或多种：过硫酸盐、单过硫酸盐、或过氧化氢；其中，所包含的组分A可以是采用无氧水配制而成的硫化钠溶液，所述硫化钠溶液的摩尔浓度为2～5mM；并且所包含的组分B可以是氧化剂溶液，所述氧化剂溶液的摩尔浓度为0.2～5mM。
[0032]需要说明的是，硫化钠是一种廉价且还原性强的还原剂，可以还原土壤中的活性铁矿物 (如水铁矿、针铁矿等)形成还原性二价铁矿物或与土壤矿物形成表面结合态硫，从而诱导氯代污染物的还原降解；并且硫化钠易溶于水，活性较温和，相比于固体颗粒类还原剂(如硫化铁矿物、纳米零价铁(nZVI))，其在土壤和水体中的传质效率更高。
[0033]采用本专利技术的组合物进行有机污染土壤中六氯乙烷的处理方法，具体处理步骤包括：向含有10mg kg
‑1六氯乙烷的土壤(pH为7～12)中加入所述组合物中的组分A硫化钠，在中性或弱碱性条件下Na2S主要以HS
‑
形态存在，在厌氧/低热(30℃～50℃)条件下会快速还原土壤中的Fe、Mn等矿物产生还原性Fe(II)、Mn(II)等活性成分。产生的这些Fe(II)成分，尤其是矿物表面结合态Fe(II)，具有较高的反应活性可以快速还原土壤中的六氯乙烷从而使其还原脱氯，并形成脱氯产物四氯乙烯，其中，还原反应的反应温度为30℃～50℃，反应时间为 0.5～1.5天；而后，随着体系反应不断进行，四氯乙烯浓度不断增高，反应体系对污染物的还原效率逐渐降低。因此，在反应体系产物四氯乙烯的摩尔浓度比组分A加入前土壤中的初始六氯乙烷摩尔浓度高50％时，向土壤中加入所述组合物中的组分B氧化剂，在低热(30℃～50℃) 条件下发生降解反应以氧化去除所述四氯乙烯，降解反应的反应时间为1.5～2.5天。具体反应方程式如下所示。
[0034][0035]≡Fe(II)+C2Cl6→
≡Fe(III)+C2H2Cl4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0036]S2O
82
‑
+Fe(II)
→
SO4·
‑
+≡Fe(III)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0037]H2O2+Fe(II)
→
·
OH+≡Fe(III)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0038]HSO5‑
+Fe(II)
→
SO4·
‑
+≡Fe(III)+OH
‑
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0039]SO4·
‑
+OH
‑
/H2O
→
SO
42
‑
+
·
OH
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0040]·
OH+C2H2Cl4→
氧化产物
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0041]本专利技术的处理方法，在低热条件下利用先还原后氧化的耦合过程降解土壤中高氯代有机污染物，传质性良好的溶解态Na2S能够快速还原土壤中的Fe、Mn等矿物，产生还原性Fe(II)、 Mn(II)等活性成分，从而介导HCA的高效还原脱氯。在还原阶段后期，向体系中加入氧化剂 (PS、PMS和H2O2)活化产生SO4·
‑
和
·
OH，自由基的产生速率快、利用率高、反应时间短、对土壤中六氯乙烷污染物去除效率高。
[0042]实施例1
[0043]本实施例比较了不同体系中Na2S还原降解HCA的动力学。
[0044]本实施例的一种处理有机污染土壤中六氯乙烷的方法，具体处理步骤包括：采用20mL 盖子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理有机污染土壤中六氯乙烷的组合物，其特征在于：包括硫化钠作为组分A，以及氧化剂作为组分B；其中，所述组分A与组分B之间的摩尔比为2：5～25：1，并且所述组分B包括以下氧化剂：过硫酸盐、单过硫酸盐、或过氧化氢。2.根据权利要求1所述的一种处理有机污染土壤中六氯乙烷的组合物，其特征在于：所述组分A为硫化钠溶液，所述硫化钠溶液的摩尔浓度为2～5mM；所述组分B为氧化剂溶液，所述氧化剂溶液的摩尔浓度为0.2～5mM。3.根据权利要求2所述的一种处理有机污染土壤中六氯乙烷的组合物，其特征在于：所述硫化钠溶液不包含氧气。4.一种处理有机污染土壤中六氯乙烷的方法，其特征在于：采用权利要求1
‑
3中任一项所述的组合物进行处理，具体处理步骤包括：在厌氧条件下，向含有六氯乙烷的土壤中加入所述组合物中的组分A硫化钠，使土壤中的六氯乙烷发生还原反应，产生四氯乙烯；而后向土壤中加入所述组合物中的组分B氧化剂，发生降解反应以去除所述四氯乙烯。5.根据权利要求4所述的一种处理有机污染土...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宁，谭孟溪，朱长银，周东美，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：