專利名稱：一種多環(huán)芳烴污染土壤的紫外光降解方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多環(huán)芳烴污染土壤的降解，具休地說(shuō)是一種多環(huán)芳烴污染 土壤的紫外光降解方法，用紫外光照裝置去處理多環(huán)芳烴污染的土壤。
背景技術(shù)：
多環(huán)芳烴化合物(PAHs)是環(huán)境中普遍存在的一類有機(jī)污染物。其來(lái) 源有兩個(gè)方面天然源和人為源。天然源主要是森林和草原大火、火山噴 發(fā)、植物和微生物的合成，其中高等植物和微生物的合成、火山活動(dòng)是產(chǎn) 生PAHs背景值的主要因子；人為源來(lái)自工業(yè)生產(chǎn)和加工(如焦碳、碳黑和 煤焦油的生產(chǎn)、原油及其衍生物的精煉和分餾等)，以及有機(jī)物的不完全燃 燒等過(guò)程。在人為源中，人為的燃料燃燒是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和城巿地區(qū)PAHs 的主要貢獻(xiàn)因子，暴露的PAHs給生活在世界發(fā)達(dá)地區(qū)的人們帶來(lái)了巨大的 健康危害。作為環(huán)境污染物的PAHs之所以受到人們的關(guān)注，首先是因?yàn)橛?些PAHs的致癌、致畸和致突變，其次是由于PAHs穩(wěn)定、難于降解，在環(huán)
境中呈不斷增加的趨勢(shì)。釆用經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益合理的修復(fù)技術(shù)治理 PAHs污染，越來(lái)越多地受到人們的重視。
目前，關(guān)于PAHs污染修復(fù)技術(shù)包括生物修復(fù)、物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)。 PAHs的生物修復(fù)在國(guó)內(nèi)外有很多研究，生物修復(fù)有很多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在 一些不足，如周期長(zhǎng)，條件較難控制等；采用加熱和淋洗等物理方法去除， 費(fèi)用高，處理不徹底。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種速度快、效率高、易于操作、不產(chǎn)生二次 污染的多環(huán)芳烴污染土壤的處理方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明釆用的技術(shù)方案為
一種多環(huán)芳烴污染土壤的紫外光降解方法，將污染土壤于器皿中鋪平， 置于紫外光照箱中進(jìn)行光照降解，光照箱中的光照條件紫外光照波長(zhǎng)為 210-365 nm，樣品距光源5-20cm，光照強(qiáng)度為500-10000 |u w/cm2,溫度為 20-38°C,通風(fēng)控制箱中濕度為30-50%，光照時(shí)間2-50天。
所述紫外光照波長(zhǎng)最好為254-295 nm，樣品距光源5-15cm，光照強(qiáng)度 為1000-3000 pw/cm2，溫度為28-32。C,通風(fēng)控制箱中濕度為35-40%,光 照時(shí)間30-50天。
所述紫外光照箱選用的紫外光照主波長(zhǎng)可以為為254 mn、 310 ■或365 nm;污染土壤的粒徑為0. 25-1. hm;所述多環(huán)芳烴為苯并芘、芘或菲；污 染土壤中多環(huán)芳烴為10—200mg/kg。 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
l.去除污染物的速度快、效率高。多環(huán)芳烴是一類持久性有機(jī)物質(zhì)在
自然界完全礦化的時(shí)間通常為數(shù)百天到數(shù)十年，植物完全修復(fù)的時(shí)間為200 天以上。本發(fā)明可用于苯并芘、芘和菲等多環(huán)芳烴污染的土壤。當(dāng)土壤中
苯并芘、芘和菲的含量為40mg/kg，經(jīng)過(guò)40天光照處理后，苯并芘在三種 不同粒徑(lmm、 0. 45mm和0. 25mm) 土壤的降解率分別為91.73%、 88.31°/。 和84.78%;經(jīng)過(guò)50天光照處理后，鉈在三種不同粒徑(lmra、 0. 45mm和 0. 25mm) 土壤的降解率分別為92.68%、 86. 64%和96.86%;經(jīng)過(guò)35天光照 處理后，菲在三種不同粒徑(l薩、0."mm和0.25mm) 土壤的降解率分別 為92. 75%、 94. 24°/。和93. 52°/。。
2. 易于操作。本發(fā)明污染土壤的處理簡(jiǎn)單，成本低廉。只需將污染土 壤進(jìn)行風(fēng)干，篩分的簡(jiǎn)單處理，然后將污染土壤鋪于平面的裝置放在紫外 光源下照射即可。
3. 不產(chǎn)生二次污染。本發(fā)明屬于光化學(xué)降解，它不往污染土壤中添加 化學(xué)物質(zhì)，而是利用光學(xué)原理，將光能直接或間接轉(zhuǎn)移到吸附于土壤表面 的污染物的分子鍵，使分子變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)而裂解或轉(zhuǎn)化，因而不會(huì)造成二次 污染，是一種環(huán)境友好型處理污染土壤的方法。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。 實(shí)施例1
土樣在室內(nèi)風(fēng)干，磨碎，過(guò)l腿篩，間歇式高壓蒸汽滅菌2次(每次
半小時(shí)，12rc)，加入多環(huán)芳烴后，風(fēng)干備用。
多環(huán)芳烴污染土壤的制備將上述滅菌的土樣中按重量體積比l: l比 例加入多環(huán)芳烴的甲醇溶液(l克土 lml多環(huán)芳烴的甲醇溶液)，每1000ml 多環(huán)芳烴的甲醇溶液中分別含有40mg的苯并芘、芘或菲，置于通風(fēng)廚24h， 污染土壤中多環(huán)芳烴的濃度為40mg/kg。
多環(huán)芳烴甲醇溶液的配制準(zhǔn)確稱取O. 04克苯并芘、芘或菲，分別用 甲醇定容至1000ml。
稱取5g上述土樣置于9cm直徑的皮氏培養(yǎng)皿中，鋪平，置于光照箱中 進(jìn)行降解。在光照箱中照射50天，將土壤放入100ml離心管中，加入25ml 的二氯甲烷，超聲水浴2小時(shí)，5000rmp離心5min，過(guò)柱，測(cè)定混合液中 的多環(huán)芳烴的含量。
光照箱中的光照條件紫外光照主波長(zhǎng)為254 nm,樣品距光源15cm, 光照強(qiáng)度為1071 yw/cm2,溫度為30土rC，濕度為35%±2%。
處理效果經(jīng)過(guò)2天和40天的照射后苯并芘的降解率分別為18.84% 和91. 73%,經(jīng)過(guò)2天和50天的照射后芘的降解率分別為15. 15%和92. 68%, 經(jīng)過(guò)2天和35天的照射后菲的降解率分別為19. 82%和92. 75%
實(shí)施例2
土樣在室內(nèi)風(fēng)干，磨碎，過(guò)0.45mm篩，然后間歇式高壓蒸汽滅菌2次(每次半小時(shí)，i2rc),加入多環(huán)芳烴后，風(fēng)干備用。
多環(huán)芳烴污染土壤的制備將上述滅菌的土樣中按重量體積比l: l比 例加入多環(huán)芳烴的甲醇溶液(l克土 lml多環(huán)芳烴的甲醇溶液)，每1000ml 多環(huán)芳烴的甲醇溶液中分別含有10mg的苯并芘、芘或菲，置于通風(fēng)廚24h，
污染土壤中多環(huán)芳烴的濃度為40mg/kg。
多環(huán)芳烴甲醇溶液的配制準(zhǔn)確稱取O. Ol克苯并芘、芘或菲，分別用 甲醇定容至1000ml。
稱取5g上述土樣置于9cm直徑的皮氏培養(yǎng)皿中，鋪平，置于光照箱中 進(jìn)行降解。在光照箱中照射40天，將土壤放入100ml離心管中，加入25ml 的二氯甲烷，超聲水洛2小時(shí)，5000rmp離心5min，過(guò)柱，測(cè)定混合液中 的多環(huán)芳烴的含量。
光照箱中的光照條件紫外光照主波長(zhǎng)為365 nm,樣品距光源20cm, 光照強(qiáng)度為9480juw/cm2,溫度為20土rC，濕度為30%±2%。
處理效果經(jīng)過(guò)35天的照射后苯并芘的降解率達(dá)到88. 31%，經(jīng)過(guò)38 天的照射后芘的降解率達(dá)到86.64%，經(jīng)過(guò)28天的照射后菲的降解率達(dá)到 94. 24%
實(shí)施例3
土樣在室內(nèi)風(fēng)干，磨碎，過(guò)0.25mm篩，然后間歇式高壓蒸汽滅菌2次
(每次半小時(shí)，12rc),加入多環(huán)芳烴后，風(fēng)干備用。
多環(huán)芳烴污染土壤的制備將上述滅菌的土樣中按重量體積比1: l比 例加入多環(huán)芳烴的甲醇溶液(l克土 lml多環(huán)芳烴的甲醇溶液)，每1000ml 多環(huán)芳烴的甲醇溶液中分別含有40mg的苯并芘、芘或菲，置于通風(fēng)廚24h， 污染土壤中多環(huán)芳烴的濃度為40mg/kg。
多環(huán)芳烴甲醇溶液的配制準(zhǔn)確稱取O. 04克苯并芘、芘或菲，分別用 甲醇定容至1000ml。
稱取5g上述土樣置于9cm直徑的皮氏培養(yǎng)皿中，鋪平，置于光照箱中 進(jìn)行降解。在光照箱中照射50天，將土壤放入100ml離心管中，加入25ml 的二氯甲烷，超聲水洛2小時(shí)，5000rmp離心5min，過(guò)柱，測(cè)定混合液中 的多環(huán)芳烴的含量。
光照箱中的光照條件紫外光照主波長(zhǎng)為254 nm,樣品距光源5cm， 光照強(qiáng)度為680 pw/cm2，溫度為30土rC，濕度為45%±2%。
處理效果經(jīng)過(guò)40天的照射后苯并芘的降解率達(dá)到84. 78%,經(jīng)過(guò)50 天的照射后芘的降解率達(dá)到96.86%，經(jīng)過(guò)35天的照射后菲的降解率達(dá)到 93.52%
實(shí)施例4
土樣在室內(nèi)風(fēng)干，磨碎，過(guò)l隱篩，然后間歇式高壓蒸汽滅菌2次(每 次半小時(shí)，12rc)，加入多環(huán)芳烴后，風(fēng)干備用。
多環(huán)芳烴污染土壤的制備將上述滅菌的土樣中按重量體積比1: l比
例加入多環(huán)芳烴的甲醇溶液(l克土 lml多環(huán)芳烴的甲醇溶液)，每1000ml 多環(huán)芳烴的甲醇溶液中分別含有200mg的苯并芘、芘或菲，置于通風(fēng)廚24h, 污染土壤中多環(huán)芳烴的濃度為200mg/kg。
多環(huán)芳烴甲醇溶液的配制準(zhǔn)確稱取0.2克苯并芘、芘或菲，分別用 甲醇定容至lOOOml。
稱取5g上述土樣置于9cm直徑的皮氏培養(yǎng)皿中，鋪平，置于光照箱中 進(jìn)行降解。在光照箱中照射40天，將土壤放入100ml離心管中，加入25ml 的二氯甲烷，超聲水洛2小時(shí)，5000rmp離心5min，過(guò)柱，測(cè)定混合液中 的多環(huán)芳烴的含量。
光照箱中的光照條件紫外光照主波長(zhǎng)為310 nm，樣品距光源15cm, 光照強(qiáng)度為3000 pw/cm2，溫度為35士rC，濕度為45%±2%。
處理效果經(jīng)過(guò)40天的照射后苯并芘的降解率達(dá)到89. 65%,經(jīng)過(guò)40 天的照射后芘的降解率達(dá)到91.42%，經(jīng)過(guò)35天的照射后菲的降解率達(dá)到 87. 41%
權(quán)利要求
1.一種多環(huán)芳烴污染土壤的紫外光降解方法，其特征在于將污染土壤于器皿中鋪平，置于紫外光照箱中進(jìn)行光照降解，光照箱中的光照條件紫外光照波長(zhǎng)為210-365nm，樣品距光源5-20cm，光照強(qiáng)度為500-10000μw/cm2，溫度為20-38℃，通風(fēng)控制箱中濕度為30-50％，光照時(shí)間2-50天。
2. 按照權(quán)利要求l所述紫外光降解方法，其特征在于所述紫外光照 波長(zhǎng)為254-295 nm,樣品距光源5-15cm，光照強(qiáng)度為1000-3000 m w/cm2， 溫度為28-32。C,通風(fēng)控制箱中濕度為35-40%,光照時(shí)間30-50天。
3. 按照權(quán)利要求l所述紫外光降解方法，其特征在于所述紫外光照 箱選用的紫外光照主波長(zhǎng)為254 nm、 310 nm或365 nm。
4. 按照權(quán)利要求l所述紫外光降解方法，其特征在于所述污染土壤 的粒徑為0.25-1. 2隱。
5. 按照權(quán)利要求l所述紫外光降解方法，其特征在于所述多環(huán)芳烴 為苯并芘、芘或菲。
6. 按照權(quán)利要求l所述紫外光降解方法，其特征在于所述污染土壤 中多環(huán)芳烴為10—200mg/kg。
全文摘要
本發(fā)明涉及多環(huán)芳烴污染土壤的降解，具體地說(shuō)是一種多環(huán)芳烴污染土壤的紫外光降解方法，用紫外光照裝置去處理多環(huán)芳烴污染的土壤。具體為將污染土壤于器皿中鋪平，置于紫外光照箱中進(jìn)行光照降解，光照箱中的光照條件紫外光照波長(zhǎng)為210-365nm，樣品距光源5-20cm，光照強(qiáng)度為500-10000μw/cm<sup>2</sup>，溫度為25-35℃，通風(fēng)控制箱中濕度為30-50％，光照時(shí)間2-50天。易于操作。采用本發(fā)明去除污染土壤的處理簡(jiǎn)單、成本低廉、速度快、效率高，只需將污染土壤進(jìn)行風(fēng)干，篩分的簡(jiǎn)單處理，然后將污染土壤鋪于平面的裝置放在紫外光源下照射即可。本發(fā)明屬于光化學(xué)降解，不會(huì)造成二次污染，是一種環(huán)境友好型處理污染土壤的方法。
文檔編號(hào)B09C1/00GK101168164SQ20061013407
公開(kāi)日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者張利紅, 李培軍, 李雪梅 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所