一种有机污染土壤的修复方法技术

本发明专利技术属于环境保护的有关污染土壤修复技术领域，涉及一种新型有机污染土壤的修复方法。该方法利用氨基羧酸类物质（乙二胺四乙酸（EDTA）、乙二胺二琥珀酸（EDDS）、氨三乙酸钠（NTA）等）、零价铁（ZVI）和空气（AIR）组成的氧化反应体系，通过氨基羧酸络合剂与Fe2+之间一系列的配位反应络合溶解氧，并最终使O-O键断裂活化原位产生H2O2，与Fe2+形成的Fenton反应，快速降解土壤中的有机污染物，并同时降解氨基羧酸络合剂。与传统Fenton和ZVI/H2O2类Fenton相比，该新型氧化体系在中性、碱性条件下也可发生反应，无需外加酸调节酸性；H2O2可原位产生，无需外加；具有降解速率快，环境友好，操作简便，成本低廉，是一种高浓度有机污染场地土壤的高效快速修复的有效方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土壤修复技术，具体涉及。
技术介绍
近年来，随着我国城市化进程的快速发展，“退城进园”、“产业转移”等政策的实施以及对《关于持久性有机污染物(POPs)的斯德哥尔摩公约》的履行，几乎所有大中城市老城区的大批精细化工、石油化工、煤化工、电子等企业搬迁或关闭，在城市及周边区域遗留了大量化工污染场地。这些污染场地大多都存在高浓度的有机物污染，如有文献对某农药厂土壤进行监测调查，发现土壤中六六六(HCHs)的浓度为f440mg/kg,滴滴涕(DDTs)的浓度变化范围为5 966mg/kg。 目前有机污染土壤的修复方法主要是生物法、物理法和化学法。对高毒性、高污染水平的化工污染场地的土壤修复，生物法不适用，物理法只能将污染物转移，而不能彻底降解污染物。化学修复技术具有快速、高效的技术优势。在各类化学修复技术中，芬顿(Fenton)与类Fenton体系的研究较多。传统的Fenton是通过Fe2+在酸性条件下催化分解H2O2来产生强氧化剂一轻基自由基，从而降解污染物。应用于土壤修复时，需不断加入Fe2+和过氧化氢。用零价铁(ZVI)代替传统Fenton中的Fe2+组成非均相类Fenton反应，无需外加Fe2+，对有机物也具有一定的氧化效果。但是传统Fenton和ZVI/H202组成的类Fenton都只有酸性条件才能产生好的氧化效果。绝大多数土壤的pH —般接近中性，采用传统Fenton和ZVI/H202类Fenton，需要使用大量的酸，对土壤有酸化作用，同时需加入大量H2O2，而H2O2的储存和运输也很不方便。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，该方法具有反应快速，操作简单，成本低廉，环境友好等优点。本专利技术提供的，其特征在于，该方法利用氨基羧酸络合剂、零价铁和空气组成的氧化反应体系，通过氨基羧酸络合剂和与Fe2+—系列的配位反应络合溶解氧，并最终使0-0键断裂活化，原位产生H2O2,与Fe2+形成Fenton反应，对有机污染土壤中的有机污染物进行降解。作为上述技术方案的优化，该方法具体包括下述步骤第I步零价铁与氨基羧酸络合剂溶液加入到有机污染土壤中，搅拌形成泥浆；其中，零价铁和有机污染土壤的质量比为1:4 1:50，有机污染土壤质量g与氨基羧酸络合剂溶液体积mL之比为1:5 1:40 ;氨基羧酸络合剂溶液中氨基羧酸络合剂的浓度范围为O.01 2_o1 /I,；第2步向泥浆中泵入空气，使泥浆与空气充分接触，开启反应，并收集可能挥发的有机物气体；第3步反应开始后，分别监测水相和土壤中有机污染物与氨基羧酸络合剂的浓度，评价有机污染土壤的修复效果，直到修复效果满足要求。本专利技术的显著优点在于I)本专利技术提供的新方法，对污染土壤中高浓度的有机污染物具有很好的氧化效果。本专利技术可适用于各种不同有机污染水平的土壤，且反应快速，降解效果好。有机污染土壤可以是渗透性好的沙土或砂壤，也可以是渗透性差的粘土 ；有机污染物可以是不同浓度水平的水溶性有机污染物或疏水性有机污染物。2)本专利技术提供的新方法，可以在常温常压、不同pH条件下反应，对污染土壤中有机污染物具有很好的氧化效果。在酸性和中性反应条件下可以取得更快的修复效果。反应条件简单，无需外加酸/碱，即可取得很好的修复效果，且对土壤无酸化/碱化作用。3)本专利技术提供的新方法，H2O2是在反应过程中原位产生的。无需外加H2O2，节约了成本，且解决了传统Fenton与ZVI/H202类Fenton存在的H2O2储存与运输不便的问题。·4)本专利技术提供的新方法，可同步氧化氨基羧酸络合剂，无二次污染产生，环境友好。具体实施例方式本专利技术的技术原理是利用氨基羧酸络合剂(如EDTA、EDDS, NTA等)、零价铁(ZVI)和空气(AIR)组成的氧化反应体系，通过氨基羧酸络合剂和Fe2+ —系列的配位反应络合溶解氧，并最终使0-0键断裂活化，原位产生H2O2,与Fe2+形成Fenton反应，在常温、常压、不同PH条件下对有机污染物都具有很好的降解效果。本专利技术提供的土壤修复方法的具体实施方式为I)零价铁(ZVI)与氨基羧酸络合剂溶液加入到有机污染土壤中，搅拌形成泥浆；零价铁(ZVI)可以是尺寸从纳米到微米级别的铁粉。氨基羧酸络合剂可以是乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)或氨三乙酸钠(NTA)等含有氨基和羧酸的络合剂。针对不同浓度的有机污染土壤，ZVI (g)和有机污染土壤质量(g)的比例范围一般为1:4"!: 50,有机污染土壤质量(g)与氨基羧酸络合剂溶液体积(mL)的比例范围一般为1:5^1:40.氨基羧酸络合剂溶液中氨基羧酸络合剂的浓度范围为O. 0Γ2_ο1/1，溶剂可以是水。2)利用尾气吸收装置吸收可能挥发的有机物气体；3)向泥浆中泵入空气，使泥浆与空气充分接触，开启反应；4)反应开始后，分别监测水相和土壤中有机污染物与氨基羧酸络合剂的浓度，评价有机污染土壤的修复效果。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一针对水溶性较好的有机污染物，采用自行配制2，4- 二氯酚(2，4-DCP)的模拟污染高岭土为实验对象进行ZVI/EDTA/Air体系的氧化降解实验。模拟污染土壤的pH为5. 68，2，4-DCP的浓度为488mg/kg。反应体系中ZVI和有机污染土壤的质量比为1: 4，有机污染土壤质量(g)与氨基羧酸络合剂溶液体积(mL)的比例为1:40。取IOg污染土壤，2. 5g零价铁粉于400mL浓度为2mmol/L的EDTA溶液，置于反应容器中，采用磁力搅拌器将泥浆搅拌均匀，转速为IOOOrpm，使用空气泵泵入空气并通过流量计调节流量为lL/min，在常温常压(30°C, Iatm)的条件下启动反应。结果表明，反应30min，DCP与EDTA的降解率分别达到了97%与49% ;当反应延长至2h，EDTA降解率达到90%。实施例二 对于水溶性的2，4- 二氯酚(2，4-DCP)污染模拟高岭土，使用不同的氨基羧酸络合齐[J (乙二胺二琥珀酸，EDDS)，进行ZVI/EDDS/Air体系的氧化降解实验。污染土壤中2，4-DCP的浓度为233mg/kg。反应体系中ZVI和有机污染土壤的质量比为1:50,有机污染土壤质量(g)与氨基羧酸络合剂溶液体积(mL)的比例为1:5。在泥浆反应器中加入IOOg模拟污染土壤和500ml浓度为O. Olmmol/L的EDDS水溶液，同时加入2g铁粉，曝空气速率为lL/min，使用磁力搅拌器对泥浆进行搅拌，转速为900rpm，在常温常压(30°C，Iatm)的条件下启动反应。反应3h后，土壤中DCP的降解率为93. 4%，EDDS的降解率为91. 4% ;反应3. 5h后体 系中的DCP完全被降解，此时EDDS的降解率为95. 9%。实施例三针对疏水性的有机污染土壤，采用采自中国江苏省吴江市某农药厂旧址的有机农药污染土壤为实验对象。该土壤属于粉质粘壤土，PH为6. 38，有机质含量为O. 85%，六氯杀虫剂、4，4，-DDE、2, 4，-DDD、4, 4，_DDD、4, 4，_DDT 和总 DDT 的浓度分别为 64.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机污染土壤的修复方法，其特征在于，该方法利用氨基羧酸络合剂、零价铁和空气组成的氧化反应体系，通过氨基羧酸络合剂和与Fe2+一系列的配位反应络合溶解氧，并最终使O?O键断裂活化，原位产生H2O2，与Fe2+形成Fenton反应，对有机污染土壤中的有机污染物进行降解。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆晓华，王琳玲，周海燕，曹梦华，孙倩，
申请(专利权)人：武汉市华鑫源环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：