一种零价铁与二氧化氯耦合的对有机污染土壤的修复材料和修复方法技术

本发明专利技术提供一种零价铁与二氧化氯耦合的对有机污染土壤的修复材料和修复方法，属于土壤修复领域。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:将稳定剂和活化剂按一定比例加入到有机污染土壤中，加水混合进行预处理；S2:在S1土壤中加入一定比例的氧化剂，加水混合并养护；S3:在S2土壤中补加活化剂，混合之后养护泥浆，即得到去污染土壤。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，可结合零价铁活化二氧化氯产生羟基自由基及零价铁还原性高效去除土壤有机污染物，零价铁反应后可为土壤提供微量铁元素，因而本技术可广泛应用于有机污染土壤修复领域。术可广泛应用于有机污染土壤修复领域。术可广泛应用于有机污染土壤修复领域。

【技术实现步骤摘要】
一种零价铁与二氧化氯耦合的对有机污染土壤的修复材料和修复方法


[0001]本专利技术属于土壤修复
，涉及一种零价铁与二氧化氯耦合的对有机污染土壤的修复材料和修复方法，尤其是一种利用零价铁与二氧化氯耦合去除土壤持久性有机污染物的修复材料和修复方法。

技术介绍

[0002]随着工业化发展和城市化进程的推进，我国的土壤污染日益加重，污染土壤成为环境科学界和政府部分关注的热点，2016年《土壤污染防治行动计划》的出台标志着土壤修复新里程。化学氧化技术常常被应用于去除土壤中的多环芳烃、石油烃、农药、抗生素等难降解、持久性有机污染物。化学氧化技术包括芬顿/类芬顿试剂、臭氧、高锰酸钾等，其成本较低，在实际应用中具有显著优势。
[0003]经检索文献发现，中国专利CN110961451A专利技术了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，其主要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氢等，起到缓释活性氧的作用，该专利主要依靠活化过氧化物产生强氧化性的羟基自由基氧化降解污染物，对只能发生还原反应的中间产物无法进一步降解；中国专利CN202119343683公开了一种紫外/二氧化氯体系氧化修复土壤的方法，由于用到紫外装置，在实际土壤修复工程中有难处；中国专利CN202210809939.7公布了一种基于改性零价铁的原位修复二噁英的方法，其通过向污染土壤中投加一定量的硫化改性零价铁及过硫酸盐复配药剂，加以原位辅助加热，强化过硫酸盐氧化能力，并降低土壤和地下水对有机污染物的附着能力，该辅助加热在实际工程应用中较难推广，而且过硫酸盐被活化后pH显著降低，造成土壤酸化。
[0004]总之，目前基于化学氧化修复土壤有机污染的技术存在土壤酸化严重、有机污染物与土壤基质强烈吸附、氧化剂利用效率低等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种零价铁与二氧化氯耦合的对有机污染土壤的修复材料和修复方法，具体是一种促进有机污染物与土壤基质解吸、降解效果良好、产生二次污染少的化学氧化方法。二氧化氯是一种强氧化剂，其沸点低，使用过程中可以快速散发到土壤空隙中，促进污染物与土壤有机质解吸；但二氧化氯对污染物的降解具有选择性，容易与带有富电子基团的化合物发生电子转移作用自身变成亚氯酸盐(ClO2‑
)，大大降低了二氧化氯的利用率。本专利技术使用改性零价铁活化二氧化氯可产生羟基自由基，污染物有更好的降解效果；另一方面，改性零价铁表面性能(如硫化零价铁表面硫缺陷、氧缺陷等)能促进亚氯酸盐转变为二氧化氯，提高二氧化氯的使用效率；同时零价铁自身具有还原性，二氧化氯
‑
零价铁耦合作用可以起到强化氧化(活性羟基自由基)、加强矿化(通过零价铁的还原作用强化中间产物降解)、可弥补二氧化氯的不足，从而达到对不同
结构的有机物的良好降解效果。
[0006]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种零价铁与二氧化氯耦合的对有机污染土壤的修复材料，包括如下重量份数的各组分：
[0008]氧化剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
8～80份，
[0009]活化剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
12份，
[0010]稳定剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
3份。
[0011]优选地，所述氧化剂为二氧化氯，包括液体二氧化氯、固体二氧化氯中的一种或几种。
[0012]优选地，所述活化剂包括零价铁、改性零价铁中的一种；改性零价铁具体包括负载型零价铁(生物炭负载、活性炭负载)、硫化零价铁、硼掺杂零价铁、金属元素掺杂零价铁中的一种或几种，优选为硫化零价铁。
[0013]优选地，所述活化剂的尺寸在50nm
‑
10μm之间。零价铁的尺寸大小与反应活性有关，尺寸小，比表面积大，反应活性高。
[0014]优选地，所述稳定剂包括柠檬酸钠、焦磷酸钠、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺二琥珀酸中的一种或多种，优选为柠檬酸钠和/或焦磷酸钠。
[0015]第二方面，本专利技术还提供一种采用所述的修复材料的土壤修复方法，包括以下步骤：
[0016]S1：将稳定剂、活化剂与污染土壤混合均匀，加水制备成泥浆；
[0017]S2：在步骤S1得到的泥浆中加入氧化剂，加水混合，养护并静置老化；
[0018]S3：在S2步骤补加活化剂，混合之后静置老化，得到去污染修复好的土壤。
[0019]优选地，步骤S1中，污染土壤经过破碎处理，破碎后的粒径为65
‑
300目。
[0020]优选地，步骤S1中，混合使用固液混合设备，混合速度为200
‑
700转/分钟，温度为10
‑
50℃，混合时间为12
‑
48h。
[0021]本专利技术先使用稳定剂及活化剂与土壤加水混合，稳定剂先与土壤矿物络合，从而抑制土壤矿物对氧化剂的无效分解，氧化剂的利用效率随之提升。活化剂(改性零价铁)可以通过供电子作用与部分土壤有机污染物反应，促进其降解。如若没有稳定剂，直接使用氧化剂与还原剂混合，土壤矿物会造成氧化剂失活。
[0022]优选地，步骤S1中，污染土壤中的有机污染物包括多环芳烃、石油烃、激素、有机磷农药、抗生素的一种或者多种。多环芳烃包括优先控制污染物名单的16种中的一种或多种。
[0023]优选地，步骤S1、S2中，污染土壤与氧化剂、活化剂、稳定剂的质量比为1000：4
‑
40：1
‑
6：0.5
‑
1.5。
[0024]优选地，步骤S2中，氧化剂可以以固体粉末的形式加入，也可以液体的形式加入；
[0025]优选地，步骤S3中，补加的活化剂与S2中氧化剂的质量比例为1:10
‑
30，更优选的步骤S3重复1
‑
5次。活化剂可以分1次或多次补加，每补加一次活化剂，加水混和并延长老化时间24
‑
48h。补加活化剂，可利用活化剂的表面特性促进亚氯酸盐朝二氧化氯转换，并利用活化剂的还原性进一步促进降解中间产物矿化。
[0026]优选地，步骤S1
‑
S2整个过程中，污染土壤与加水的质量比为1：3
‑
10。步骤S3中补加活化剂混合之后如果泥浆不能搅拌，可补加水，步骤S1
‑
S3整个过程中，污染土壤与加水
的质量比仍为1：3
‑
10。
[0027]优选地，步骤S2
‑
S3中，养护并静置老化时间为24
‑
48h。
[0028]本修复方法将活化剂优先于氧化剂加入土壤中老化，先利用活化剂的供电子作用(还原性能)促进部分污染物发生降解反应；然后加入氧化剂，通过活化剂活化氧化剂产生强氧化性自由基(羟基自由基、氯自由基等)氧化降解有机污染物；再一次补加活化剂，一方面利用活化剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种零价铁与二氧化氯耦合的对有机污染土壤的修复材料，其特征在于，包括如下重量份数的各组分：氧化剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
8～80份，活化剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
12份，稳定剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
3份；所述氧化剂为二氧化氯，包括液体二氧化氯、固体二氧化氯中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的修复材料，其特征在于，所述活化剂包括零价铁、改性零价铁中的一种；改性零价铁包括负载型零价铁、硫化零价铁、硼掺杂零价铁、金属元素掺杂零价铁中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的修复材料，其特征在于，所述活化剂的尺寸为50nm
‑
10μm。4.根据权利要求1所述的修复材料，其特征在于，所述稳定剂包括柠檬酸钠、焦磷酸钠、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺二琥珀酸中的一种或多种。5.一种采用如权利要求1所述的修复材料的土壤修复方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将稳定剂、活化剂与污染土壤混合均匀，加水制备成泥浆；S2：在步骤S1得到的泥浆中加入氧化剂，加水混合，养护并静置老化；S3：补加活化...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦娇龙，邢晓蓉，胡晓钧，张凡，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：