本发明专利技术涉及一种对有机污染地下水的原位修复方法，具体步骤是向地下水的有机污染区域注入S2O82-，将通电的铁电极插入该污染区域中，通过调节铁电极上的电流大小提供二价铁离子Fe(II)，铁电极通正电流时铁电极部分溶解和产生Fe(II)从而活化S2O82-；铁电极通负电流时使铁电极处于钝化状态从而抑制甚至终止S2O82-的反应活性；当S2O82-消耗完毕后，将铁电极作为阳极继续电解提供Fe2/3+和OH-从而提高体系的pH至中性。该方法解决了过硫酸根原位化学氧化修复中过硫酸根活性的原位调控（增强和抑制）和重金属释放难题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，尤其是通过调节铁电极上的极性和电流大小来调控过硫酸根(S2O82-)对有机污染物的氧化活性以实现对有机污染地下水的原位修复方法，属于地下水修复
技术介绍
地下水是被广泛采用的饮用水源，但很多城市地下水不同程度受到污染，其中有毒有机物如氯代烃引起的污染尤为严重，总体污染形势已非常严峻。在地下水污染中，以源污染为特征的小面积场地污染地下水，由于污染程度高和危害严重受到了高度关注。因此对受有毒有机物引起的污染场地地下水进行修复具有重要意义。污染场地地下水修复自上世纪80年代起在发达国家受到重视，而我国目前尚处于起步阶段。由于污染场地的高浓度特征以及修复周期要求，原位化学氧化(ISCO)由于修复快速而且实施方便成为近年的一项重要修复技术，被美国EPA认为是修复“棕地”的革新技术。传统的氧化剂主要包括氏02、O3和高锰酸根等，虽然修复效果好，但是由于这些氧化剂的活性高副反应导致的损失较大，使得有效利用率较低。过硫酸根(S2O82O是一种新兴的场地修复氧化剂，由于其独特的氧化性能迅速得到重视和应用。S2O82-虽然具有较高的氧化电位，但其与有机物的反应动力学过程极其缓慢，因而具有较好的稳定性，在输送过程中的损失极小。S2 082_经过活化后可产生SO4'具有与·0Η相当的氧化能力。因而，S2082_氧化修复的关键在于S2O82-的活化。场地修复中对S2082_的常用活化方法包括热活化、碱活化和Fe (II)活化。热活化需将水温加热到较高温度(如50°C以上)，碱活化需将pH调节到12以上，这两种活化方式增加了修复成本和难度，S2082_到达污染区之前也会不可避免的发生分解导致损失。相比而言，Fe(II)(含螯合态)活化反应条件更为温和，但Fe (II)在传输过程中的吸附、氧化、沉淀等也会造成损失，大大降低了有效传输距离，而且初始注射阶段高浓度的Fe(II)也会消耗氧化剂。另外，S2O82-活化反应完毕后，体系的pH会降低到2 - 3，造成地下环境中重金属的释放风险。在目前的过硫酸根氧化修复中，存在以下问题①目前的活化方法只能提高过硫酸根的氧化活性，一旦过硫酸根被活化后就无法调节活性大小，更无法抑制或者消除活性， 在污染物浓度较低时这势必造成大量的过硫酸根无法得到利用而被浪费。②活化剂是与过硫酸根溶液混合后注入地下的，无法实现过硫酸根传输到污染区域后的原位活化。过硫酸根的分解在与活化剂混合后立即开始，因而在注入地下及其在地下环境中的传输过程中都会造成过硫酸根的分解损失，降低了过硫酸根的利用率。③过硫酸根氧化后自身分解产生的硫酸会将修复区域地下水的PH降低到2 - 3，从而引起地下环境中矿物表面吸附态重金属和矿物体总的重金属解吸释放，造成地下水酸化和重金属污染的二次风险。
技术实现思路
3为克服上述现有技术之不足，本专利技术提供了，该方法解决了过硫酸根原位化学氧化修复中过硫酸根活性的原位调控(增强和抑制)和重金属释放难题。实现本专利技术目的所采用的技术方案是通过调节铁电极上的极性和电流大小来调控过硫酸根S2O82-对有机污染物的氧化活性以实现对有机污染地下水的原位修复，具体方法如下向地下水的有机污染区域注入s2o82-，将通电的铁电极插入该污染区域中，通过调节铁电极上的电流大小提供二价铁离子Fe(II)，铁电极通正电流时铁电极部分溶解和产生Fe(II)从而活化S2082_;铁电极通负电流时使铁电极处于钝化状态从而抑制甚至终止S2O82-的反应活性；当S2O82-消耗完毕后，将铁电极作为阳极继续电解提供Fe2/3+和OH—从而提高体系的pH至中性。其采用的更具体步骤为①、电极选择和安装使用铁棒或铁片和钛棒或钛片或钛网作为两个电极，直接插入含水层中的有机污染区域，两个电极之间的距离为2 - 30cm，使用导线将电极连接到稳压直流电源的两个输出端；②、过硫酸根溶液注射直接向污染区域注入过硫酸钠溶液，使该污染区域中过硫酸钠浓度为该污染区域中有机污染物浓度的3 - 15倍；③、过硫酸根活性调控与修复实施当过硫酸根传输到污染区域后，以铁为正极并施加10 - 500mA的正电流，使过硫酸根得到活化，从而实现对有机物的氧化降解；通过调节正电流的大小，调节过硫酸根的活化程度；当有机污染物修复达到质量百分比95%以上时，改变铁为负极并施加50 - 200mA的负电流，抑制甚至消除过硫酸根活性；④、地下水pH值的提高和修复当污染物分解完毕后，继续向铁电极施加正电流，并提高施加在铁电极上的电流值至O. I - 1A，监测地下水的pH变化，当pH提高到6. O以上即停止通电，完成修复过程。由上述技术方案可知本专利技术直接向地下水污染区域插入铁电极，实现原位活化避免了过硫酸根注射和输送过程中的分解损失；通过改变铁电极的极性和电流大小，即可达到增强或者抑制过硫酸根的氧化活性，如此可以根据污染物浓度有针对性的调节过硫酸根的活性，提高过硫酸根的利用率；通过使用铁阳极并提高电流和延长电解时间，提高修复完毕后的pH到中性，避免地下水酸化和重金属释放的二次风险。与现有的过硫酸根活化方法相比，本专利技术的进步意义在于①将过硫酸根的活化位置改变到地下水污染区域，降低了过硫酸根注射和传输过程中的损失可以灵活的调节过硫酸根的活性，除了活化外，在修复过程中还可以抑制甚至消除过硫酸根的活性。③缓解甚至避免了过硫酸根氧化后地下水的酸化和重金属释放二次风险。附图说明图I为向铁电极施加不同电流下对过硫酸根降解TCE的影响曲线图。图2为铁电极活化过硫酸根降解TCE时的重金属浓度变化曲线图。图3为铁电极活化过硫酸根降解TCE时的溶液pH和ORP变化曲线图。具体实施方式实施例I :在密封反应器中模拟地下水有机物污染区域，在反应器中加入410mL的52mg/L的三氯乙烯(TCE)和Na2S2O8, Na2S2O8浓度为TCE浓度的12. 5倍，插入铁片(长X宽X高=76X9.5X3. 2mm)和钛网(长X宽X高=85X 15X I. 8 mm)充当两个电极，两个电极之间的距离为2 - 30cm，使用导线将电极连接到稳压直流电源的两个输出端，密封后以铁片为正极并施加50mA的正电流，使过硫酸根得到活化，从而实现对有机物的氧化降解，降解过程中电流值可在10 - 500mA间调节，当有机污染物修复达到95%质量百分比时，改变铁为负极并施加50mA的负电流，抑制过硫酸根活性，抑制过程中电流值可在50 - 200mA间调节，当污染物分解完毕后，继续向铁电极施加IOOmA正电流，监测地下水的pH变化，当pH提高到6. O以上即停止通电，完成修复过程。比对实施例I :在密封反应器模拟有机物污染水域，在容器中加入410mL的52mg/L的三氯乙烯(TCE)和Na2S2O8, Na2S2O8浓度为TCE浓度的12. 5倍，插入铸铁片(长X宽X高=76X9. 5X3. 2mm)和钛网(长X宽X高=85X 15X I. 8 mm)充当两个电极，密封后改变施加在铁电极上的电极极性和电流大小，TCE的去除效果如图I所示。很明显，TCE的降解效果随正电流的增加而加速，随负电流的增加而被更为显著的抑制，当施加负电流达到-50mA时TCE的降解几乎被完全抑制。比对实施例2 使用相同的反应器，在另本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种对有机污染地下水的原位修复方法，其特征在于通过调节铁电极上的极性和电流大小来调控过硫酸根S2O82？对有机污染物的氧化活性以实现对有机污染地下水的原位修复，具体方法如下：向地下水的有机污染区域注入S2O82？，将通电的铁电极插入该污染区域中，通过调节铁电极上的电流大小提供二价铁离子Fe(II)，铁电极通正电流时铁电极部分溶解和产生Fe(II)从而活化S2O82？；铁电极通负电流时使铁电极处于钝化状态从而抑制甚至终止S2O82？的反应活性；当S2O82？消耗完毕后，将铁电极作为阳极继续电解提供Fe2/3+和OH？从而提高体系的pH至中性。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：袁松虎，廖鹏，艾克元爱沙瓦比克，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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