本發(fā)明屬于有機污染土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用微波強化過碳酸鈉修復(fù)有機氯農(nóng)藥污染土壤的方法。

背景技術(shù)：

自從《斯德哥爾摩公約》的簽訂和我國實施“退二進三”產(chǎn)業(yè)政策的實施，大量位于城區(qū)或沿江地區(qū)的化工廠被關(guān)閉或搬離城區(qū)，遺留下來大量的污染場地亟待治理和修復(fù)后方可重新投入使用。六六六、滴滴涕等有機氯農(nóng)藥具有難降解、高毒和高殘留等特性，在自然條件下很難被微生物降解或自然衰減，因此在土壤的半衰期很長，殘留于土壤的有機氯農(nóng)藥幾十年仍有檢出，使得有機氯農(nóng)藥生產(chǎn)車間搬遷后遺留下來的污染土壤成為有機污染場地修復(fù)領(lǐng)域的難點問題。有機氯農(nóng)藥污染土壤若不經(jīng)過妥善處理，必將對環(huán)境和人體都會帶來嚴重的潛在危害。

目前有機污染土壤常用修復(fù)方法包括熱脫附、回轉(zhuǎn)窯、化學(xué)淋洗、化學(xué)氧化還原和生物修復(fù)等。有機氯農(nóng)藥主要成分通常是難揮發(fā)性有機化合物，因此熱脫附效果不佳；回轉(zhuǎn)窯技術(shù)耗能較高且對后續(xù)的廢氣處理存在較高的技術(shù)要求；化學(xué)淋洗法需要對后續(xù)的淋洗廢液進行深度處理后方可排放；生物修復(fù)效率很慢，需要漫長的修復(fù)時間才能達到預(yù)期目標(biāo)?；瘜W(xué)氧化法因?qū)τ袡C污染物具有快速的降解能力而廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外高濃度有機污染場地土壤的修復(fù)。芬頓試劑是最常用的氧化劑，經(jīng)典的芬頓試劑由過氧化氫和Fe(Ⅱ)組成，利用Fe(Ⅱ)催化過氧化氫分解產(chǎn)生氧化性極強的羥基自由基(·OH)，從而實現(xiàn)對有機污染物的降解。

然而，采用經(jīng)典芬頓試劑修復(fù)有機氯農(nóng)藥污染土壤時存在以下幾個問題：第一，由于有機氯農(nóng)藥在土壤中主要吸附于土壤有機質(zhì)上，以吸附態(tài)形式存在，使得芬頓試劑在土壤中與有機氯農(nóng)藥的接觸效果不佳；第二，由于土壤中富含微生物、粘粒礦物和過渡金屬元素，使得過氧化氫在土壤中有可能被分解為氧氣和水，從而失去氧化性；第三，由于芬頓試劑對有機污染物的氧化降解性能往往沒有選擇性，對于有機質(zhì)含量通常遠高于有機氯農(nóng)藥含量的土壤，容易導(dǎo)致大量芬頓試劑與土壤有機質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，從而浪費大量的芬頓試劑。

因此，采用芬頓法修復(fù)有機氯農(nóng)藥污染土壤時，必須克服有機氯農(nóng)藥與芬頓試劑的接觸效率問題，以減少芬頓試劑在土壤中的無效分解及與土壤有機質(zhì)的反應(yīng)，從而控制芬頓試劑的浪費問題。為解決以上問題，可以考慮采用過碳酸鈉來替代液體過氧化氫，通過調(diào)控過碳酸鈉的分解速率來調(diào)控其釋放過氧化氫的速率。同時，必須促進土壤中有機氯農(nóng)藥的解吸，從而提高有機氯農(nóng)藥與芬頓試劑的接觸效率，可以考慮采用微波技術(shù)來促進土壤中有機氯污染物從吸附態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x態(tài)，同時加入表面活性劑促進有機氯農(nóng)藥在土壤液相中的增溶，從而提高芬頓試劑與有機氯農(nóng)藥的接觸效果，為芬頓試劑氧化降解有機氯農(nóng)藥創(chuàng)造有利條件，實現(xiàn)對有機氯農(nóng)藥的高效降解和對有機氯農(nóng)藥污染土壤的快速高效修復(fù)。

經(jīng)過申請人多年研究，本發(fā)明公開了一種采用微波強化過碳酸鈉修復(fù)有機氯農(nóng)藥污染土壤的方法，可以實現(xiàn)對滴滴涕、六六六等典型有機氯農(nóng)藥污染土壤的快速高效修復(fù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種利用微波技術(shù)強化過碳酸鈉修復(fù)有機氯農(nóng)藥污染土壤的方法，解決了經(jīng)典芬頓試劑在土壤中易與土壤有機質(zhì)反應(yīng)、易發(fā)生無效分解、芬頓試劑浪費量較大等問題。該方法具有降解速度快、效率高、工藝條件簡單且無二次污染等優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于滴滴涕、六六六等有機氯農(nóng)藥污染土壤的修復(fù)。

具體的操作方案如下：將土壤與水混合為泥漿態(tài)土壤混合溶液，將液固比和土壤pH值控制為一定范圍內(nèi)，向土壤混合溶液中投加一定量的過碳酸鈉、檸檬酸鈉和硫酸亞鐵，經(jīng)微波處理和靜置后，土壤中有機氯農(nóng)藥的降解率可達到85％以上。

所述土壤中的有機氯農(nóng)藥含量大于5mg/kg。

所述的表面活性劑需與過碳酸鈉具有較好的兼容性且無二次污染風(fēng)險，可以采用吐溫、曲拉通等可生物降解的表面活性劑，投加量為土壤質(zhì)量的1％～5％。

所述的過碳酸鈉投加量為土壤質(zhì)量的0.5％～2％。

所述的檸檬酸鈉和硫酸亞鐵投加量通常為土壤質(zhì)量的0.1％～1％。

所述的微波功率為100～750W。

所述的微波處理時間為10～60分鐘，靜置時間為3～24h。

本反應(yīng)體系中，表面活性劑的作用促進有機氯農(nóng)藥在土壤液相中的增溶。微波的作用是促進土壤有機氯農(nóng)藥的解吸，使之從吸附態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x態(tài)，進入土壤有機溶劑中，從而提高有機氯農(nóng)藥與氧化劑的接觸效果，為氧化劑充分降解有機氯農(nóng)藥創(chuàng)造有利條件。過碳酸鈉的作用是緩慢可控地釋放過氧化氫，與硫酸亞鐵中的Fe(Ⅱ)組成芬頓試劑，F(xiàn)e(Ⅱ)催化過氧化氫產(chǎn)生氧化性極強的羥基自由基，實現(xiàn)對有機氯農(nóng)藥的降解。檸檬酸鈉的作用包括保持土壤常常溶液呈微堿性，調(diào)控過碳酸鈉的分解速率，并絡(luò)合Fe(Ⅱ)被氧化產(chǎn)生的Fe(Ⅲ)，防止Fe(Ⅲ)在土壤溶液中沉淀，影響類芬頓反應(yīng)的順利進行。

具體實施方式

以下將結(jié)合實例對本發(fā)明作進一步闡述，但本發(fā)明應(yīng)用并不限于此。

實例1和實例2中利用本方法對土壤中六六六進行處理。其中，土壤中殘留的六六六通過超聲提取法，利用島津氣相色譜儀對其進行定量檢測。

實例1：

配制40mL的泥漿態(tài)土壤混合液(土壤10g，土壤中六六六含量為50mg/kg，加入去離子水40mL，使水土質(zhì)量比為4:1)，向混合液中投加0.2g的吐溫80，再先后投加0.1g過碳酸鈉、0.05克的檸檬酸鈉和0.05g的硫酸亞鐵。將泥漿態(tài)土壤混合液放入微波化學(xué)反應(yīng)器中，微波功率設(shè)置為200W，經(jīng)過30分鐘后，土壤中的六六六降解率達到了85％以上。

實例2：

配置50mL的泥漿混合液(土壤10g，土壤中六六六含量為100mg/kg，加入去離子水50mL，使水土質(zhì)量比為5:1)，向混合液中投加0.25g的曲拉通100，再先后投加0.2g過碳酸鈉、0.1克的檸檬酸鈉和0.1g的硫酸亞鐵。將泥漿態(tài)土壤溶液放入微波化學(xué)反應(yīng)器，微波功率設(shè)置為300W，經(jīng)過20分鐘的反應(yīng)，土壤中的六六六降解率達到90％以上。