一種淨化ddt重汙染場地土壤的聯合處理方法

2023-05-06 22:52:31 2

專利名稱：一種淨化ddt重汙染場地土壤的聯合處理方法
技術領域：
本發明涉及汙染土壤處理的方法，具體的說是一種淨化DDT重汙染場地土壤的聯合處理方法。
背景技術：
有機氯殺蟲劑DDT (雙對氯苯基三氯乙烷)作為一種高效的殺蟲劑曾被廣泛應用，但由於其具有強烈的致癌、致畸、致突變性的「三致效應」，因此DDT已在2001年聯合國環 境規劃署(UNEP)通過的《關於持久性有機汙染物的斯德哥爾摩公約》中要求全球統一行動優先控制和消除的12種持久性有機汙染物(POPs)之一。對中國等發展中國家，公約規定在2014年完全禁止滴滴涕的生產和使用。儘管中國早在1983年就停止使用DDT，但由於DDT仍被用作瘧疾防治藥劑或農藥三氯殺蟎醇的原料，導致環境中不斷有新的DDT輸入，所以土壤中有大量的DDT殘留。尤其是生產DDT的廠區土壤中殘留的DDT濃度遠遠超出國家土壤質量標準(GB/T18407-2001)。DDT可通過食物鏈在脂肪中積累，嚴重幹擾人體內分泌系統，引發生殖障礙，甚至導致「三致效應」。鑑於DDT可通過食物鏈給農產品安全和人體健康帶來潛在危害，開發有效修復土壤DDT汙染的修複方法是十分緊迫的。現有的DDT汙染土壤修復技術包括生物法、光化學法、金屬催化氧化法、電化學法等。生物法雖然修復成本低，但處理時間長，對環境要求高；光化學法只能適用於有一定孔隙率的土壤；金屬催化氧化法處理成本高，電化學法修復時間長，主要適用於黏土含量高的土壤。多相催化氫化脫滷方法不僅在精細化學品的生產中早有應用，而且在環境保護中也有重要用途，它可以將難以用常規方法處理的高毒性或引起嚴重環境汙染的滷代烴轉化為易處理的或可再利用的化合物；例如它已經應用於氯代烷烴、氯苯、氯代苯酚等有機氯代環境汙染物的催化加氫脫氯中。通常的加氫催化劑是用第珊族金屬元素(負載在載體上)或配合物，用醇、有機酸鹽或氫氣作為氫源進行催化加氫反應的。儘管熱洗脫方法和多相催化加氫方法均已用於重汙染場地土壤樣品的處理，但是有關將熱洗脫和多相加氫脫氯相聯合的文獻和專利還未見報導。

發明內容
本發明目的在於提供一種淨化DDT重汙染場地土壤的聯合處理方法。為實現上述目的，本發明採用的技術方案為一種淨化DDT重汙染場地土壤的聯合處理方法，將待處理汙染場地土壤樣品通過有機溶劑進行熱洗脫處理，洗脫後加入負載貴金屬的催化劑，並用氫氣作為氫源，在鹼性質子吸收劑存在下進行多相催化加氫反應，進而使樣品有效地得以降解；其中，熱洗脫處理所採用的有機溶劑為沸點在30-120°C的有機溶劑；多相催化加氫反應在O. 05MPa I. OMPa,30 100°C下進行，所採用的催化劑的加入量為樣品質量的O. 01-0. 05%。
將待處理汙染場地土壤樣品通過有機溶劑在50 100°C下進行熱洗脫處理；其中有機溶劑為石油醚、正己烷、丙酮、環己烷、二氯甲烷中的一種或兩種。所述待處理汙染場地土壤樣品洗脫液蒸乾後用混合溶液進行洗滌，洗滌後加入負載貴金屬的催化劑；所述混合溶液為醇與水以任意比例混合。所述醇為甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、仲丁醇、叔丁醇中的一種。所述洗脫後加入負載貴金屬的催化劑，並在O. 05MPa I. 0MPa、30 100°C下以氫氣作為氫源，在鹼性質子吸收劑存在下進行多相催化加氫反應；所述催化劑的活性組分為負載貴金屬，活性組分佔催化劑總量的O. 5 5. O %。 所述洗脫後加入負載貴金屬的催化劑，並在O. 05MPa O. 45MPa、40 80°C下以氫氣作為氫源，在鹼性質子吸收劑存在下進行多相催化加氫反應；所述催化劑的活性組分為負載貴金屬，活性組分佔催化劑總量的O. 5 5. O %。所述活性組分為Pd、Rh、Ru、Pt、Ni、Fe、Co、Ir中的一種或兩種；擔載活性組分的
載體為活性炭、矽膠或三氧化二鋁。所述在鹼性質子吸收劑為氫氧化鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氨水、吡啶、吡咯、三乙胺、二乙胺、乙胺、乙醇胺中的一種或幾種；鹼性質子吸收劑與滷素的摩爾比為
I.5/1 1/1. 5。本發明所具有的優點本發明處理方法製備簡單，不需要其它特殊設備。聯合處理條件均較為溫和，催化加氫脫氯反應所使用的過渡金屬負載型催化劑催化活性較高，催化劑用量少，反應產物毒性大大降低，可以簡單快速、高效修復DDT重汙染場地土壤。


圖I為本發明實施例提供的處理流程圖。
具體實施例方式以下實施例是對本發明的進一步說明，但本發明不限於此。本發明提供在相對較溫和條件下對DDT重汙染場地土壤樣品進行熱洗脫-多相催化加氫脫氯的方法，首先採用有機溶劑作為洗脫液，對重汙染場地土壤樣品進行熱洗脫處理；然後將有機溶劑蒸出，用醇-水溶劑洗脫釜中汙染物，溶液而進入到催化加氫反應釜內，以負載型貴金屬作為催化劑，用氫氣作為氫源，在鹼存在下對液相中的土壤洗脫物DDT進行加氫脫氯，反應壓力為O. 05MPa I. OMPa,反應溫度控制在30 100°C。本發明所述的熱洗脫-多相催化加氫脫氯聯合降解技術，其中多相加氫脫氯反應所用反應體系，即與水組成水-醇均相溶劑體系中醇為甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、仲丁醇、叔丁醇中的一種；實施例I丙酮熱洗脫-多相催化加氫聯合處理DDT重汙染土壤樣品稱取IOOg DDT重汙染場地土壤樣品，加入到洗脫釜中，逐漸加入丙酮1000ml，洗脫溫度控制在50°C，洗脫壓力為常壓，回流洗脫4h;然後將有機溶劑蒸出，用60%異丙醇-水溶劑洗脫釜中洗脫物，溶液進入到催化加氫反應釜內，加入50mg Pd/C催化劑，用氫氣作為氫源，在無機鹼NaOH存在下對液相中的土壤洗脫物DDT進行加氫脫氯，反應壓力為O. 6MPa，反應溫度控制在60°C，反應在機械攪拌器攪拌下通氫氣，具體結果見表I。{脫氯效率=(總氯含量-反應後氯含量)/總氯含量}表I丙酮熱洗脫-多相催化加氫聯合處理
權利要求
1.一種淨化DDT重汙染場地土壤的聯合處理方法，其特徵在於將待處理汙染場地土壤樣品通過有機溶劑進行熱洗脫處理，洗脫後加入負載貴金屬的催化劑，並用氫氣作為氫源，在鹼性質子吸收劑存在下進行多相催化加氫反應，進而使樣品有效地得以降解；其中，熱洗脫處理所採用的有機溶劑為沸點在30-120°C的有機溶劑；多相催化加氫反應在O. 05MPa 1.0MPa，30 100°C下進行，所採用的催化劑的加入量為樣品質量的O.01-0. 05%。
2.按權利要求I所述淨化DDT重汙染場地土壤的聯合處理方法，其特徵在於將待處理汙染場地土壤樣品通過有機溶劑在50 100°C下進行熱洗脫處理；其中有機溶劑為石油醚、正己烷、丙酮、環己烷、二氯甲烷中的一種或兩種。
3.按權利要求I所述淨化DDT重汙染場地土壤的聯合處理方法，其特徵在於所述待處理汙染場地土壤樣品洗脫液蒸乾後用混合溶液進行洗滌，洗滌後加入負載貴金屬的催化劑；所述混合溶液為醇與水。
4.按權利要求3所述淨化DDT重汙染場地土壤的聯合處理方法，其特徵在於所述醇為甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、仲丁醇、叔丁醇中的一種。
5.按權利要求I所述淨化DDT重汙染場地土壤的聯合處理方法，其特徵在於所述洗脫後加入負載貴金屬的催化劑，並在O. 05MPa I. OMPa,30 100°C下以氫氣作為氫源，在鹼性質子吸收劑存在下進行多相催化加氫反應；所述催化劑的活性組分為負載貴金屬，活性組分佔催化劑總量的O. 5 5. 0%。
6.按權利要求5所述的淨化DDT重汙染場地土壤的聯合處理方法，其特徵在於所述洗脫後加入負載貴金屬的催化劑，並在O. 05MPa O. 45MPa、40 80°C下以氫氣作為氫源，在鹼性質子吸收劑存在下進行多相催化加氫反應；所述催化劑的活性組分為負載貴金屬，活性組分佔催化劑總量的O. 5 5. O %。
7.按權利要求5或6所述的淨化DDT重汙染場地土壤的聯合處理方法，其特徵在於所述活性組分為Pd、Rh、Ru、Pt、Ni、Fe、Co、Ir中的一種或兩種；擔載活性組分的載體為活性炭、矽膠或三氧化二鋁。
8.按權利要求I所述淨化DDT重汙染場地土壤的聯合處理方法，其特徵在於所述在鹼性質子吸收劑為氫氧化鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氨水、吡啶、吡咯、三乙胺、二乙胺、乙胺、乙醇胺中的一種或幾種；鹼性質子吸收劑與齒素的摩爾比為I. 5/1 1/1. 5。
全文摘要
本發明涉及一種修復DDT重汙染場地土壤的聯合處理技術。具體地說，本發明是一種將熱洗脫與多相催化加氫相結合的聯合處理技術；採用有機溶劑將DDT從受其汙染土壤中洗脫出來，然後通過多相催化加氫將DDT轉化為毒性較低，易被生物降解的物質。熱洗脫方法採用有機溶劑洗脫，洗脫溫度控制在50～100℃；而多相催化還原採用負載型貴金屬催化劑，用氫氣作為氫源，在鹼存在下對液相中的土壤洗脫物DDT進行加氫脫氯，反應壓力為0.05MPa～0.5MPa，反應溫度控制在20～80℃。本發明的優點為效率高、反應條件溫和，反應物徹底降解，操作易於控制、成本低。
文檔編號B09C1/08GK102909214SQ20121042462
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月30日 優先權日2012年10月30日
發明者夏傳海, 馬宣宣, 劉蘇靜, 楊翠雲, 王建華 申請人:中國科學院煙臺海岸帶研究所