土壤中多氯聯苯的環糊精洗脫/Fenton氧化降解方法

2023-06-07 23:19:56

專利名稱：土壤中多氯聯苯的環糊精洗脫/Fenton氧化降解方法
技術領域：
本發明屬於受汙染土壤的化學處理技術領域，具體涉及一種利用環糊精洗脫/Fenton氧 化降解土壤中多氯聯苯的方法。
背景技術：
多氯聯苯(PCBs)是一類具有致畸、致癌、致突變作用的持久性有機汙染物，在環境中分 布廣泛且具有生物難降解性因而引起人們的廣泛關注，多氯聯苯對生態環境安全和人類健康 造成極大威脅。由於多氯聯苯類化合物在水中的溶解度小而辛醇/水分配係數較高，其極易被 土壤或沉積物中有機質吸附而富集，近年來多氯聯苯對土壤汙染有不斷加重的趨勢，環境中 多氯聯苯總含量的99%滯留土壤中，因而土壤中多氯聯苯的控制與修復已成為國內外學者研 究的重要內容。
目前對多氯聯苯汙染土壤治理的方法主要有物理法、微生物法、植物法和化學法。物理 修複方法主要存在處理費用高與修復不徹底的缺點。微生物法和植物法修複方法雖然具有操 作簡單、運行費用低、無二次汙染等優點，但在實際應用過程中，將受到當地環境地質條件 和氣候因素等影響，而且這些影響因素難於進行人工控制，同時修復周期較長。在化學法中 國內外有學者利用有機溶劑(如乙醇、正己垸、二氯甲垸、三氯甲烷、丙酮)及表面活性劑 等洗脫土壤中多氯聯苯，但會存在二次汙染等問題。
針對目前多氯聯苯汙染土壤修復過程中存在的許多問題，本發明提供了一種簡單易行、 快速、高效、不產生二次汙染的利用環糊精洗脫/Fenton氧化降解土壤中多氯聯苯的方法。

發明內容
本發明的目的是提供一種利用環糊精洗脫/Fenton氧化降解土壤中多氯聯苯的方法。其 具體方案為
① 將多氯聯苯汙染土壤在自然條件下風乾後磨碎，通過孔徑為2mm的篩網以去除土壤中 的雜物；
② 按水與環糊精的質量比為100: (3~12)的比例配製環糊精溶液；
③ 將步驟①中的汙染土壤與步驟②中環糊精溶液混合製成土壤混合液，其中土壤與環糊 精溶液的質量比為l: (1~5);
④ 將步驟③中的土壤混合液在轉速為10 20r/min旋轉振蕩器中處理24~48小時；
⑤ 將步驟④中土壤混合液在轉速為3000-4000 r/min的離心機中分離5~10分鐘即可得到 處理後的土壤及含有多氯聯苯的環糊精洗脫液。⑥ 按Fe(C104)2與步驟⑤中環糊精洗脫液質量比為1:200的比例加入Fe(C104)2，然後用高 氯酸將該洗脫液的pH值調節至2.5~3.5。
⑦ 按與步驟⑥中環糊精洗脫液質量比為1:300的比例用蠕動泵在15分鐘的時間內加入摩 爾濃度為10mM的H2(D2溶液。在此過程中，用攪拌器不停攪拌環糊精洗脫液，使其處於完 全混合狀態。
所述環糊精為甲基e環糊精、羥丙基e環糊精、乙醯基e環糊精。
所述水與環糊精的質量比優選為100: (6~8)。 所述土壤與環糊精溶液的質量比優選為1: (2~4)。 所述土壤混合液在旋轉振蕩器中處理的時間優選為30~36小時。 本發明具有操作簡單易行、快速、高效、不產生二次汙染、處理效果好等優點。
具體實施例方式
下面結合實例進一步說明本發明。
材料(1)四氯聯苯汙染土壤在室內風乾、磨碎，過2mm的篩網備用；
(2) 甲基P環糊精分析純；
(3) 羥丙基e環糊精分析純；
(4) 乙醯基e環糊精分析純；
(5) Fe(C104)2:分析純；
(6) 高氯酸分析純；
(7) 10mM的H2O2溶液。 實施例l
配製質量濃度為60 g/L的甲基f3環糊精溶液。稱取四氯聯苯汙染土壤200g，加入500 ml 甲基e環糊精溶液。然後在轉速為10 20 r/min旋轉振蕩器中處理36小時。最後將土壤混合液 在轉速為3000~4000 r/min的離心機中分離10分鐘可得到處理后土壤及含有四氯聯苯的環糊精 洗脫液。對上述處理前後的汙染土壤進行四氯聯苯的提取與測定，結果表明土壤中四氯聯 苯的濃度由處理前的45.2 mg/kg降低到處理後的11.6 mg/kg，去除率為74.3%。向含有四氯聯 苯的環糊精洗脫液中加入2.25克Fe(C104)2，然後用高氯酸將溶液的pH值調節至3.0，用蠕動泵 在15分鐘的時間內加入摩爾濃度為10mM的H2O2溶液1.5 ml。甲基{3環糊精洗脫液中四氯聯苯 的濃度由13.8 mg/L降低至lj0.6 mg/L，去除率為95.7%。
實施例2
配製質量濃度為60g/L的羥丙基e環糊精溶液。稱取四氯聯苯汙染土壤200g，加入500ml羥丙基e環糊精溶液。然後在轉速為10 20 r/min旋轉振蕩器中處理36小時。最後將土壤混合 液在轉速為3000-4000 r/min的離心機中分離10分鐘可得到處理后土壤及含有四氯聯苯的環糊 精洗脫液。對上述處理前後的汙染土壤進行四氯聯苯的提取與測定，結果表明土壤中四氯 聯苯的濃度由處理前的45.2 mg/kg降低到處理後的17.8 mg/kg，去除率為60.6%。向含有四氯 聯苯的環糊精洗脫液中加入2.25克Fe(C104)2，然後用高氯酸將溶液的pH值調節至3.0，用蠕動 泵在15分鐘的時間內加入摩爾濃度為10mM的H2O2溶液1.5 ml。羥丙基e環糊精洗脫液中四氯 聯苯的濃度由11.3 mg/L降低到0.4 mg/L，去除率為96.5%。 實施例3
配製質量濃度為60g/L的乙醯基P環糊精溶液。稱取四氯聯苯汙染土壤200g，加入500ml 乙醯基e環糊精溶液。然後在轉速為10 20 r/min旋轉振蕩器中處理36小時。最後將土壤混合 液在轉速為3000 4000 r/min的離心機中分離10分鐘可得到處理后土壤及含有四氯聯苯的環糊 精洗脫液。對上述處理前後的汙染土壤進行四氯聯苯的提取與測定，結果表明土壤中四氯 聯苯的濃度由處理前的45.2 mg/kg降低到處理後的21.4 mg/kg，去除率為52.7%。向含有四氯 聯苯的環糊精洗脫液中加入2.25克Fe(C104)2，然後用高氯酸將溶液的pH值調節至3.0，用蠕動 泵在15分鐘的時間內加入摩爾濃度為10mM的H2O2溶液1.5ml。乙醯基P環糊精洗脫液中四氯 聯苯的濃度由9.7 mg/L降低到0.3 mg/L，去除率為96.9%。
權利要求
1. 利用環糊精洗脫/Fenton氧化降解土壤中多氯聯苯的方法，其特徵在於，該方法的具體步驟如下①將多氯聯苯汙染土壤在自然條件下風乾後磨碎，通過孔徑為2mm的篩網以去除土壤中的雜物；②按水與環糊精的質量比為100∶(3～12)的比例配製環糊精溶液；③將步驟①中的汙染土壤與步驟②中環糊精溶液混合製成土壤混合液，其中土壤與環糊精溶液的質量比為1∶(1～5)；④將步驟③中的土壤混合液在轉速為10～20r/min旋轉振蕩器中處理24～48小時；⑤將步驟④中土壤混合液在轉速為3000～4000r/min的離心機中分離5～10分鐘即可得到處理後的土壤及含有多氯聯苯的環糊精洗脫液；⑥按Fe(ClO4)2與步驟⑤中環糊精洗脫液質量比為1∶200的比例加入Fe(ClO4)2，然後用高氯酸將該洗脫液的pH值調節至2.5～3.5；⑦按與步驟⑥中環糊精洗脫液質量比為1∶300的比例用蠕動泵在15分鐘的時間內加入摩爾濃度為10mM的H2O2溶液。在此過程中，用攪拌器不停攪拌環糊精洗脫液，使其處於完全混合狀態。
2. 根據權利要求1所述利用環糊精洗脫/Fenton氧化降解土壤中多氯聯苯的方法，其特徵 在於，所述環糊精為甲基e環糊精、羥丙基(3環糊精、乙醯基e環糊精。
3. 根據權利要求1所述利用環糊精洗脫/Fenton氧化降解土壤中多氯聯苯的方法，其特徵 在於，所述水與環糊精的質量比優選為100: (6~8)。
4. 根據權利要求1所述利用環糊精洗脫/Fenton氧化降解土壤中多氯聯苯的方法，其特徵 在於，所述土壤與環糊精溶液的質量比優選為1: (2~4)。
5. 根據權利要求1所述利用環糊精洗脫/Fenton氧化降解土壤中多氯聯苯的方法，其特徵 在於，所述土壤混合液在旋轉振蕩器中處理的時間優選為30~36小時。
全文摘要
本發明公開了屬於受汙染土壤化學處理技術領域的一種利用環糊精洗脫/Fenton氧化降解土壤中多氯聯苯的方法。將風乾磨碎過篩後的多氯聯苯汙染土壤與環糊精溶液混合，置於旋轉振蕩器中處理後在離心機中分離。其中水與環糊精的質量比為100∶(3～12)，土壤與環糊精溶液的質量比為1∶(1～5)，在旋轉振蕩器中處理的時間為24～48小時。向分離後的含有多氯聯苯的環糊精洗脫液中加入Fe(ClO4)2，用高氯酸將該環糊精洗脫液的pH值調節至2.5～3.5。用蠕動泵在15分鐘的時間內將一定體積的摩爾濃度為10mM的H2O2溶液完全加入到環糊精洗脫液中，並不停攪拌環糊精洗脫液，使其處於完全混合狀態。其中Fe(ClO4)2與環糊精洗脫液的質量比為1∶200，H2O2溶液與環糊精洗脫液的體積比為1∶300。本發明的優點是操作簡單易行、快速、高效、不產生二次汙染。
文檔編號B09C1/00GK101474630SQ20081000010
公開日2009年7月8日 申請日期2008年1月2日 優先權日2008年1月2日
發明者丁愛中, 豆俊峰 申請人:北京師範大學