一種有機污染土壤的修復方法技術

本發明專利技術屬于環境保護的有關污染土壤修復技術領域，涉及一種新型有機污染土壤的修復方法。該方法利用氨基羧酸類物質（乙二胺四乙酸（EDTA）、乙二胺二琥珀酸（EDDS）、氨三乙酸鈉（NTA）等）、零價鐵（ZVI）和空氣（AIR）組成的氧化反應體系，通過氨基羧酸絡合劑與Fe2+之間一系列的配位反應絡合溶解氧，并最終使O-O鍵斷裂活化原位產生H2O2，與Fe2+形成的Fenton反應，快速降解土壤中的有機污染物，并同時降解氨基羧酸絡合劑。與傳統Fenton和ZVI/H2O2類Fenton相比，該新型氧化體系在中性、堿性條件下也可發生反應，無需外加酸調節酸性；H2O2可原位產生，無需外加；具有降解速率快，環境友好，操作簡便，成本低廉，是一種高濃度有機污染場地土壤的高效快速修復的有效方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于土壤修復技術，具體涉及。
技術介紹
近年來，隨著我國城市化進程的快速發展，“退城進園”、“產業轉移”等政策的實施以及對《關于持久性有機污染物(POPs)的斯德哥爾摩公約》的履行，幾乎所有大中城市老城區的大批精細化工、石油化工、煤化工、電子等企業搬遷或關閉，在城市及周邊區域遺留了大量化工污染場地。這些污染場地大多都存在高濃度的有機物污染，如有文獻對某農藥廠土壤進行監測調查，發現土壤中六六六(HCHs)的濃度為f440mg/kg,滴滴涕(DDTs)的濃度變化范圍為5 966mg/kg。 目前有機污染土壤的修復方法主要是生物法、物理法和化學法。對高毒性、高污染水平的化工污染場地的土壤修復，生物法不適用，物理法只能將污染物轉移，而不能徹底降解污染物。化學修復技術具有快速、高效的技術優勢。在各類化學修復技術中，芬頓(Fenton)與類Fenton體系的研究較多。傳統的Fenton是通過Fe2+在酸性條件下催化分解H2O2來產生強氧化劑一輕基自由基，從而降解污染物。應用于土壤修復時，需不斷加入Fe2+和過氧化氫。用零價鐵(ZVI)代替傳統Fenton中的Fe2+組成非均相類Fenton反應，無需外加Fe2+，對有機物也具有一定的氧化效果。但是傳統Fenton和ZVI/H202組成的類Fenton都只有酸性條件才能產生好的氧化效果。絕大多數土壤的pH —般接近中性，采用傳統Fenton和ZVI/H202類Fenton，需要使用大量的酸，對土壤有酸化作用，同時需加入大量H2O2，而H2O2的儲存和運輸也很不方便。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供，該方法具有反應快速，操作簡單，成本低廉，環境友好等優點。本專利技術提供的，其特征在于，該方法利用氨基羧酸絡合劑、零價鐵和空氣組成的氧化反應體系，通過氨基羧酸絡合劑和與Fe2+—系列的配位反應絡合溶解氧，并最終使0-0鍵斷裂活化，原位產生H2O2,與Fe2+形成Fenton反應，對有機污染土壤中的有機污染物進行降解。作為上述技術方案的優化，該方法具體包括下述步驟第I步零價鐵與氨基羧酸絡合劑溶液加入到有機污染土壤中，攪拌形成泥漿；其中，零價鐵和有機污染土壤的質量比為1:4 1:50，有機污染土壤質量g與氨基羧酸絡合劑溶液體積mL之比為1:5 1:40 ;氨基羧酸絡合劑溶液中氨基羧酸絡合劑的濃度范圍為O.01 2_o1 /I,；第2步向泥漿中泵入空氣，使泥漿與空氣充分接觸，開啟反應，并收集可能揮發的有機物氣體；第3步反應開始后，分別監測水相和土壤中有機污染物與氨基羧酸絡合劑的濃度，評價有機污染土壤的修復效果，直到修復效果滿足要求。本專利技術的顯著優點在于I)本專利技術提供的新方法，對污染土壤中高濃度的有機污染物具有很好的氧化效果。本專利技術可適用于各種不同有機污染水平的土壤，且反應快速，降解效果好。有機污染土壤可以是滲透性好的沙土或砂壤，也可以是滲透性差的粘土 ；有機污染物可以是不同濃度水平的水溶性有機污染物或疏水性有機污染物。2)本專利技術提供的新方法，可以在常溫常壓、不同pH條件下反應，對污染土壤中有機污染物具有很好的氧化效果。在酸性和中性反應條件下可以取得更快的修復效果。反應條件簡單，無需外加酸/堿，即可取得很好的修復效果，且對土壤無酸化/堿化作用。3)本專利技術提供的新方法，H2O2是在反應過程中原位產生的。無需外加H2O2，節約了成本，且解決了傳統Fenton與ZVI/H202類Fenton存在的H2O2儲存與運輸不便的問題。·4)本專利技術提供的新方法，可同步氧化氨基羧酸絡合劑，無二次污染產生，環境友好。具體實施例方式本專利技術的技術原理是利用氨基羧酸絡合劑(如EDTA、EDDS, NTA等)、零價鐵(ZVI)和空氣(AIR)組成的氧化反應體系，通過氨基羧酸絡合劑和Fe2+ —系列的配位反應絡合溶解氧，并最終使0-0鍵斷裂活化，原位產生H2O2,與Fe2+形成Fenton反應，在常溫、常壓、不同PH條件下對有機污染物都具有很好的降解效果。本專利技術提供的土壤修復方法的具體實施方式為I)零價鐵(ZVI)與氨基羧酸絡合劑溶液加入到有機污染土壤中，攪拌形成泥漿；零價鐵(ZVI)可以是尺寸從納米到微米級別的鐵粉。氨基羧酸絡合劑可以是乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)或氨三乙酸鈉(NTA)等含有氨基和羧酸的絡合劑。針對不同濃度的有機污染土壤，ZVI (g)和有機污染土壤質量(g)的比例范圍一般為1:4"!: 50,有機污染土壤質量(g)與氨基羧酸絡合劑溶液體積(mL)的比例范圍一般為1:5^1:40.氨基羧酸絡合劑溶液中氨基羧酸絡合劑的濃度范圍為O. 0Γ2_ο1/1，溶劑可以是水。2)利用尾氣吸收裝置吸收可能揮發的有機物氣體；3)向泥漿中泵入空氣，使泥漿與空氣充分接觸，開啟反應；4)反應開始后，分別監測水相和土壤中有機污染物與氨基羧酸絡合劑的濃度，評價有機污染土壤的修復效果。為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本專利技術進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。實施例一針對水溶性較好的有機污染物，采用自行配制2，4- 二氯酚(2，4-DCP)的模擬污染高嶺土為實驗對象進行ZVI/EDTA/Air體系的氧化降解實驗。模擬污染土壤的pH為5. 68，2，4-DCP的濃度為488mg/kg。反應體系中ZVI和有機污染土壤的質量比為1: 4，有機污染土壤質量(g)與氨基羧酸絡合劑溶液體積(mL)的比例為1:40。取IOg污染土壤，2. 5g零價鐵粉于400mL濃度為2mmol/L的EDTA溶液，置于反應容器中，采用磁力攪拌器將泥漿攪拌均勻，轉速為IOOOrpm，使用空氣泵泵入空氣并通過流量計調節流量為lL/min，在常溫常壓(30°C, Iatm)的條件下啟動反應。結果表明，反應30min，DCP與EDTA的降解率分別達到了97%與49% ;當反應延長至2h，EDTA降解率達到90%。實施例二 對于水溶性的2，4- 二氯酚(2，4-DCP)污染模擬高嶺土，使用不同的氨基羧酸絡合齊[J (乙二胺二琥珀酸，EDDS)，進行ZVI/EDDS/Air體系的氧化降解實驗。污染土壤中2，4-DCP的濃度為233mg/kg。反應體系中ZVI和有機污染土壤的質量比為1:50,有機污染土壤質量(g)與氨基羧酸絡合劑溶液體積(mL)的比例為1:5。在泥漿反應器中加入IOOg模擬污染土壤和500ml濃度為O. Olmmol/L的EDDS水溶液，同時加入2g鐵粉，曝空氣速率為lL/min，使用磁力攪拌器對泥漿進行攪拌，轉速為900rpm，在常溫常壓(30°C，Iatm)的條件下啟動反應。反應3h后，土壤中DCP的降解率為93. 4%，EDDS的降解率為91. 4% ;反應3. 5h后體 系中的DCP完全被降解，此時EDDS的降解率為95. 9%。實施例三針對疏水性的有機污染土壤，采用采自中國江蘇省吳江市某農藥廠舊址的有機農藥污染土壤為實驗對象。該土壤屬于粉質粘壤土，PH為6. 38，有機質含量為O. 85%，六氯殺蟲劑、4，4，-DDE、2, 4，-DDD、4, 4，_DDD、4, 4，_DDT 和總 DDT 的濃度分別為 64.本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種有機污染土壤的修復方法，其特征在于，該方法利用氨基羧酸絡合劑、零價鐵和空氣組成的氧化反應體系，通過氨基羧酸絡合劑和與Fe2+一系列的配位反應絡合溶解氧，并最終使O?O鍵斷裂活化，原位產生H2O2，與Fe2+形成Fenton反應，對有機污染土壤中的有機污染物進行降解。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陸曉華，王琳玲，周海燕，曹夢華，孫倩，
申請(專利權)人：武漢市華鑫源環境科技有限公司，
類型：發明
國別省市：