專利名稱：一種修復有機污染土壤的超聲波淋洗方法
技術領域：
本發(fā)明涉及污染土壤修復技術，特別涉及一種用于修復有機污染土壤的超聲波淋洗方法。
背景技術：
近年來，隨著我國工業(yè)化和城市化進程的不斷加快，土壤環(huán)境污染問題日益嚴峻， 據(jù)統(tǒng)計，目前我國受有機污染物(石油烴、農(nóng)藥和多環(huán)芳烴)污染的農(nóng)田達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)藥殘留超標率高達16 20% ；因油田開采造成的嚴重石油污染土地面積達1 X IO4公頃，石油煉化業(yè)也使大面積土地受到污染。 由此可見有機物對我國土壤的污染狀況已開始對土地資源可持續(xù)利用與農(nóng)產(chǎn)品生態(tài)安全構(gòu)成威脅，因此有機污染土壤的修復治理已成為我國生態(tài)環(huán)境保護的重要任務。目前，有機污染土壤的修復方法主要包括熱處理法、土壤氣提法、生物修復法和土壤淋洗修復法。與其他修復方法相比，土壤淋洗修復法具有治理效果穩(wěn)定、徹底的優(yōu)點，尤其適用于重度污染土壤的治理，而且治理費用相對較低廉，現(xiàn)已成為污染土壤快速修復技術研究的熱點和發(fā)展方向之一。目前用于修復有機污染土壤的淋洗方法主要是化學表面活性劑淋洗法。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，表面活性劑對有機污染的洗脫效果受其臨界膠束濃度的影響，當使用濃度低于臨界膠束濃度時，對污染物的增溶作用不大，因此表面活性劑淋洗時淋洗劑的使用濃度較高。研究還表明土壤對表面活性劑吸附容量很大，而且吸附后不容易解吸，易導致其在土壤中的大量殘留。由于化學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引發(fā)修復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，淋洗反應達到平衡的時間較長，致使修復周期和修復成本增加。

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，淋洗反應時間短且不會引起二次污染的修復有機污染土壤的超生波淋洗方法。一種修復有機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污染土壤置于離心管中，控制土壤淋洗液的體積與有機污染土壤的質(zhì)量的比值為2. 5 5，土壤淋洗液的體積和有機污染土壤的質(zhì)量分別以毫升和克計。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，其對有機物的去除主要依靠其分子上沿疏水苯環(huán)空腔通過多個磺化硫雜杯[4]芳烴分子聚集形成疏水環(huán)境實現(xiàn)對有機污染物分子的包合。實驗表明當溶液PH值處于強酸性條件時，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，因而對有機污染物的包合能力下降，使得其對有機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。溫度實驗結(jié)果表明高溫條件下磺化硫雜杯[4]芳烴與有機污染物分子包合物的穩(wěn)定性降低，不利于對有機污染物的淋洗去除，因而控制淋洗溫度為10°C。淋洗動力學實驗表明超聲15 20分鐘，對有機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小時以上才能達到平衡，因此超聲淋洗大大縮短了淋洗反應時間。由于淋洗后土壤表面會吸附少量淋洗劑磺化硫雜杯[4]芳烴，實驗表明清水清洗能夠達到較好的去除效果。此外，毒理試驗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，少量的殘留不會引起修復后土壤的二次污染問題。本發(fā)明的有益效果
1.本發(fā)明具有淋洗反應時間短、處理效果好的特點，實驗表明本發(fā)明對土壤中五氯硝基苯的淋洗去除率達到81%，而相同淋洗條件下曲拉通X-100和十二烷基硫酸鈉對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致的土壤二次污染問題。
具體實施例方式實施例1
一種修復有機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。實施例2
一種修復有機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。
權利要求
1. 一種修復有機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污染土壤置于離心管中，控制土壤淋洗液的體積與有機污染土壤的質(zhì)量的比值為2. 5 5，土壤淋洗液的體積和有機污染土壤的質(zhì)量分別以毫升和克計；(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
一種修復有機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，淋洗反應時間短且不會引起二次污染的特點。
文檔編號B09C1/08GK102218445SQ201110122950
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權日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 申請人:沈陽大學