專利名稱：一種修復(fù)有機(jī)污染土壤的超聲波淋洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污染土壤修復(fù)技術(shù)，特別涉及一種用于修復(fù)有機(jī)污染土壤的超聲波淋洗方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國工業(yè)化和城市化進(jìn)程的不斷加快，土壤環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻， 據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國受有機(jī)污染物(石油烴、農(nóng)藥和多環(huán)芳烴)污染的農(nóng)田達(dá)3. 6X IO7公頃， 其中農(nóng)藥污染面積約1. 6X107公頃，主要農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留超標(biāo)率高達(dá)16 20% ；因油田開采造成的嚴(yán)重石油污染土地面積達(dá)1 X IO4公頃，石油煉化業(yè)也使大面積土地受到污染。 由此可見有機(jī)物對(duì)我國土壤的污染狀況已開始對(duì)土地資源可持續(xù)利用與農(nóng)產(chǎn)品生態(tài)安全構(gòu)成威脅，因此有機(jī)污染土壤的修復(fù)治理已成為我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要任務(wù)。目前，有機(jī)污染土壤的修復(fù)方法主要包括熱處理法、土壤氣提法、生物修復(fù)法和土壤淋洗修復(fù)法。與其他修復(fù)方法相比，土壤淋洗修復(fù)法具有治理效果穩(wěn)定、徹底的優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于重度污染土壤的治理，而且治理費(fèi)用相對(duì)較低廉，現(xiàn)已成為污染土壤快速修復(fù)技術(shù)研究的熱點(diǎn)和發(fā)展方向之一。目前用于修復(fù)有機(jī)污染土壤的淋洗方法主要是化學(xué)表面活性劑淋洗法。常用的表面活性劑主要是十二烷基硫酸鈉、曲拉通X-100等。這些表面活性劑能夠顯著降低溶劑(一般為水)的表面張力和液-液界面張力，通過膠束的形成使污染物進(jìn)入內(nèi)核，增加污染物在水中的溶解度。然而大量研究表明，表面活性劑對(duì)有機(jī)污染的洗脫效果受其臨界膠束濃度的影響，當(dāng)使用濃度低于臨界膠束濃度時(shí)，對(duì)污染物的增溶作用不大，因此表面活性劑淋洗時(shí)淋洗劑的使用濃度較高。研究還表明土壤對(duì)表面活性劑吸附容量很大，而且吸附后不容易解吸，易導(dǎo)致其在土壤中的大量殘留。由于化學(xué)表面活性劑本身具有一定的生物毒性，部分含氯和雙酚的表面活性劑還具有致畸性、致突變性和致癌性，因此其在土壤中的大量殘留會(huì)引發(fā)修復(fù)后土壤的二次污染問題。此外，現(xiàn)有的土壤淋洗方式主要以柱淋洗和振蕩淋洗為主，淋洗反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間較長，致使修復(fù)周期和修復(fù)成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種處理效果好，淋洗反應(yīng)時(shí)間短且不會(huì)引起二次污染的修復(fù)有機(jī)污染土壤的超生波淋洗方法。一種修復(fù)有機(jī)污染土壤的超生波淋洗方法如下
1.以重量百分比為1 4的磺化硫雜杯[4]芳烴水溶液為土壤淋洗液，采用硝酸調(diào)節(jié)淋洗液PH值為3 4。2.將土壤淋洗液和有機(jī)污染土壤置于離心管中，控制土壤淋洗液的體積與有機(jī)污染土壤的質(zhì)量的比值為2. 5 5，土壤淋洗液的體積和有機(jī)污染土壤的質(zhì)量分別以毫升和克計(jì)。3.將離心管置于超聲波清洗器中，控制溫度為10°C，頻率為40千赫，功率為250瓦，超聲15 20分鐘。4.取出離心管，置于離心機(jī)中，在6000轉(zhuǎn)/分鐘速率下離心分離5分鐘，倒去上
清液。 5.向離心管中加入與土壤淋洗液等體積的水，在室溫下，置于超聲波清洗器中，頻率為40千赫，功率為250瓦，超聲5分鐘；然后放入離心機(jī)中，在6000轉(zhuǎn)/分鐘速率下離心分離5分鐘，倒去上清液，得到洗凈土壤。本發(fā)明要求以磺化硫雜杯[4]芳烴水溶液為土壤淋洗液，并且調(diào)控土壤淋洗液pH 值為3 4，這主要由于所用土壤淋洗液的活性組分為磺化硫雜杯[4]芳烴，其對(duì)有機(jī)物的去除主要依靠其分子上沿疏水苯環(huán)空腔通過多個(gè)磺化硫雜杯[4]芳烴分子聚集形成疏水環(huán)境實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)污染物分子的包合。實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)溶液PH值處于強(qiáng)酸性條件時(shí)，磺化硫雜杯 [4]芳烴分子下沿的酚羥基不易電離，分子處于中性狀態(tài)，隨著溶液PH值的升高，磺化硫雜杯[4]芳烴分子下沿的酚羥基氫原子逐步離去，分子下沿呈現(xiàn)負(fù)電性，磺化硫雜杯[4]芳烴分子間由于靜電作用而發(fā)生相互排斥，這不利于磺化硫雜杯[4]芳烴分子的聚集，因而對(duì)有機(jī)污染物的包合能力下降，使得其對(duì)有機(jī)污染物的淋洗去除效果顯著降低，因此土壤淋洗液PH值控制在3 4較為適宜。溫度實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明高溫條件下磺化硫雜杯[4]芳烴與有機(jī)污染物分子包合物的穩(wěn)定性降低，不利于對(duì)有機(jī)污染物的淋洗去除，因而控制淋洗溫度為10°C。淋洗動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明超聲15 20分鐘，對(duì)有機(jī)物的洗脫去除效果基本接近平衡，而采用振蕩淋洗法則需6小時(shí)以上才能達(dá)到平衡，因此超聲淋洗大大縮短了淋洗反應(yīng)時(shí)間。由于淋洗后土壤表面會(huì)吸附少量淋洗劑磺化硫雜杯[4]芳烴，實(shí)驗(yàn)表明清水清洗能夠達(dá)到較好的去除效果。此外，毒理試驗(yàn)研究表明磺化硫雜杯[4]芳烴是一種毒性極低的土壤淋洗劑，少量的殘留不會(huì)引起修復(fù)后土壤的二次污染問題。本發(fā)明的有益效果
1.本發(fā)明具有淋洗反應(yīng)時(shí)間短、處理效果好的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)表明本發(fā)明對(duì)土壤中五氯硝基苯的淋洗去除率達(dá)到81%，而相同淋洗條件下曲拉通X-100和十二烷基硫酸鈉對(duì)五氯硝基苯的去除效果分別為62%和25%。2.本發(fā)明能夠避免因淋洗劑殘留而導(dǎo)致的土壤二次污染問題。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
一種修復(fù)有機(jī)污染土壤的超聲波淋洗方法為
1.以重量百分比為3的磺化硫雜杯[4]芳烴水溶液為土壤淋洗液，采用硝酸調(diào)節(jié)土壤淋洗液PH值為3。2.將1克有機(jī)污染土壤和5毫升上述土壤淋洗液置于離心管中。3.將離心管置于超聲波清洗器中，控制溫度為10°C，頻率為40千赫，功率為250 瓦，超聲20分鐘。4.取出離心管，置于離心機(jī)中，在6000轉(zhuǎn)/分鐘速率下離心分離5分鐘，倒去上清液。5.向離心管中加入5毫升水，在室溫下，置于超聲波清洗器中，頻率為40千赫，功率為250瓦，超聲5分鐘；然后放入離心機(jī)中，在6000轉(zhuǎn)/分鐘速率下離心分離5分鐘，倒去上清液，得到洗凈土壤。實(shí)施例2
一種修復(fù)有機(jī)污染土壤的超聲波淋洗方法為
1.以重量百分比為2的磺化硫雜杯[4]芳烴水溶液為土壤淋洗液，采用硝酸調(diào)節(jié)淋洗液PH值為4。2.將2克有機(jī)污染土壤和8毫升上述土壤淋洗液置于離心管中。3.將離心管置于超聲波清洗器中，控制溫度為10°C，頻率為40千赫，功率為250 瓦，超聲15分鐘。 4.取出離心管，置于離心機(jī)中，在6000轉(zhuǎn)/分鐘速率下離心分離5分鐘，倒去上清液。5.向離心管中加入8毫升水，在室溫下，置于超聲波清洗器中，頻率為40千赫，功率為250瓦，超聲5分鐘；然后放入離心機(jī)中，在6000轉(zhuǎn)/分鐘速率下離心分離5分鐘，倒去上清液，得到洗凈土壤。
權(quán)利要求
1. 一種修復(fù)有機(jī)污染土壤的超聲波淋洗方法，其特征是其方法為(1)、以重量百分比為1 4的磺化硫雜杯[4]芳烴水溶液為土壤淋洗液，采用硝酸調(diào)節(jié)淋洗液PH值為3 4; (2)、將土壤淋洗液和有機(jī)污染土壤置于離心管中，控制土壤淋洗液的體積與有機(jī)污染土壤的質(zhì)量的比值為2. 5 5，土壤淋洗液的體積和有機(jī)污染土壤的質(zhì)量分別以毫升和克計(jì)；(3)、將離心管置于超聲波清洗器中，控制溫度為10°C，頻率為40千赫，功率為250瓦， 超聲15 20分鐘；(4)、取出離心管，置于離心機(jī)中，在6000轉(zhuǎn)/分鐘速率下離心分離5分鐘，倒去上清液；(5)、向離心管中加入與土壤淋洗液等體積的水，在室溫下，置于超聲波清洗器中，頻率為40千赫，功率為250瓦，超聲5分鐘；然后放入離心機(jī)中，在6000轉(zhuǎn)/分鐘速率下離心分離5分鐘，倒去上清液，得到洗凈土壤。
全文摘要
一種修復(fù)有機(jī)污染土壤的超聲波淋洗方法為以重量百分比為1～4的磺化硫雜杯[4]芳烴水溶液為土壤淋洗液，采用硝酸調(diào)節(jié)淋洗液pH值為3～4；將土壤淋洗液和有機(jī)污染土壤置于離心管中，將離心管置于超聲波清洗器中，控制溫度為10℃，頻率為40千赫，功率為250瓦，超聲15～20分鐘；取出離心管，置于離心機(jī)中，在6000轉(zhuǎn)/分鐘速率下離心分離5分鐘，倒去上清液；向離心管中加入與土壤淋洗液等體積的水，置于超聲波清洗器中，頻率為40千赫，功率為250瓦，超聲5分鐘；然后放入離心機(jī)中，在6000轉(zhuǎn)/分鐘速率下離心分離5分鐘，倒去上清液，得到洗凈土壤。本發(fā)明具有處理效果好，淋洗反應(yīng)時(shí)間短且不會(huì)引起二次污染的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B09C1/08GK102218445SQ201110122950
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者侯永俠, 宋雪英, 李玉雙, 楊繼松, 胡曉鈞, 陳紅亮 申請(qǐng)人:沈陽大學(xué)