本發明屬于有機污染土壤修復技術領域,具體涉及采用高鐵酸鉀協同過氧化鈣降解土壤洗脫液中六六六的方法。
背景研究
隨著我國經濟的快速發展和工業布局的調整,大量農藥廠關停或搬遷,遺留下來的污染場地問題逐漸暴露在大眾視野中并得到廣泛重視。其中有機氯農藥(ocps)因其具有長期殘留性、生物蓄積性、遷移性和高毒性而成為土壤污染場地修復的重點研究對象。ocps主要六六六(hch)、滴滴涕(ddt)和六氯苯(hcb),其中六六六學名六氯環己烷(hch),因其高毒性于20世紀60年代末被列入《斯德哥爾摩公約》中的十二大禁藥中,其毒性主要是對人體神經系統有較強的危害性,其遺留下的污染場地成為修復重災區。
目前已有較多的修復有機污染土壤的方法,其中包括:熱脫附、氣提法和化學氧化法等。但熱脫附的產物需要嚴格控制排放和后處理,成本相對較高;有機氯農藥難揮發,因此氣提法修復效率較低;化學氧化法具有降解效率高、速度快等優點,成為降解土壤有機污染物的重要方法之一,廣泛應用于中度和重度有機氯污染土壤的修復。常用的化學氧化劑有芬頓試劑、臭氧、高錳酸鉀、活化過硫酸鹽和高鐵酸鉀等。其中高鐵酸鉀具有極高的氧化性和選擇性,且分解產物主要是fe(ⅲ),不產生二次污染,因此成為環境修復研究和應用的熱點。
近期一些學者的研究表明,過氧化鈣具有較強的氧化有機污染物的能力,這是由于過氧化鈣可以通過反應產生過氧化氫,過氧化氫可以在過渡金屬元素的催化作用下形成類芬頓試劑,產生氧化性較強的·oh,為有機污染物的化學氧化降解創造了條件。過氧化鈣與過氧化氫相比,容易貯存和運輸,安全性較好,且其釋放過氧化氫的速率可控,因此在類芬頓反應中試劑利用率較高。然而,高鐵酸鉀和過氧化鈣在有機土壤修復的應用還很少得到報道,技術上也存在一些困難,主要是因為六六六在土壤中主要吸附于腐殖質上,使得氧化劑與六六六的接觸效率相對較低,因此應用化學氧化法修復有機污染土壤存在傳質效率差的問題,采用其它氧化劑也存在同樣的問題。有學者研究表明,采用表面活性劑可以有效洗脫土壤中的六六六,使得六六六增溶于表面活性劑的膠束中,但表面活性劑只是實現了六六六的解吸,并未使其降解,其生態毒性仍然存在。
結合洗脫和化學氧化的優點,可以采用表面活性劑實現土壤六六六的解吸,使其從土壤膠體吸附狀態轉為游離態,進入土壤洗脫液中,再采用高鐵酸鉀和過氧化鈣協同來降解六六六,從而實現六六六污染土壤的快速高效修復。
經申請人多年研究,本發明公開了一種利用高鐵酸鉀協同過氧化鈣降解土壤中六六六的方法,能夠快速高效修復六六六污染土壤。
技術實現要素:
本發明提供了一種新型的降解土壤洗脫液中六六六的方法,適用于六六六污染土壤的修復,也可用于滴滴涕、六氯苯等同類有機氯農藥污染土壤修復。
本發明具體方案如下:向六六六污染土壤中投加一定量的曲拉通,把洗脫液過濾出來,采用鹽酸和氫氧化鈉調節洗脫液的ph,再向洗脫液中投加一定量的高鐵酸鉀和過氧化鈣。將反應體系常溫下放入恒溫振蕩箱,振蕩一段時間,土壤洗脫液中的降解率可達到90%以上。
所述土壤中的六六六含量為5-50mg/kg。所述曲拉通溶液濃度為10~40g/l,溶液體積與土壤體積的比例為10:1。
所述高鐵酸鉀投加量為土壤洗脫液中六六六摩爾質量的10~200倍。
所述過氧化鈣投加量為土壤洗脫液中六六六摩爾質量10~200倍。
所述恒溫振蕩器的溫度為常溫,轉速為150~200r/min,處理時間為6~24h。
本發明中曲拉通的主要作用是洗脫土壤中的六六六,使六六六從土壤解吸附進入洗脫液中。
本發明中的高鐵酸鉀和過氧化鈣的主要作用是氧化降解土壤洗脫液中的六六六。
本發明與其他技術相比,利用與高鐵酸鉀和過氧化鈣兼容性較好的曲拉通洗脫土壤中的六六六,再利用高鐵酸鉀和過氧化鈣協同降解土壤洗脫液中的六六六,其中曲拉通、高鐵酸鉀和過氧化鈣及其分解產物均無毒,不產生二次污染。
具體實施方法
以下將結合實例對本發明作進一步說明,但本發明實施方法不限于此。
實例1利用本發明對六六六污染土壤進行修復。其中殘留在土壤中的六六六利用超聲提取法并使用島津氣相色譜儀定量檢測。
實例1:
配制α-六六六含量為50mg/kg的土壤于錐形瓶中,向土壤中加入25ml水制成泥漿態土壤混合溶液,向泥漿土壤中添加510μl的曲拉通,過濾,接著使用鹽酸和氫氧化鈉調節土壤洗脫液中的ph為7,再投加17mg的高鐵酸鉀和6mg的過氧化鈣。常溫下將反應體系放入恒溫振蕩箱中以180r/min轉速振蕩6h。反應結束后,向反應體系中加入適量異丙醇猝滅反應。通過超聲法提取土壤中的六六六,并利用島津氣相色譜儀定量檢測提取液中的六六六。結果表明,土壤洗脫液中六六六降解率為90.46%。