[发明专利]一种石油烃污染土壤修复药剂及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是石油烃污染土壤的修复药剂及其使用方法，主要是通过活化剂活化过硫酸钠产生硫酸根自由基和羟基自由基(·OH)两种氧化性极强的自由基，去除土壤中石油类污染物，属于有机污染土壤修复技术领域。

背景技术

石油是当今社会最主要的能源。随着我国社会和经济的快速发展，石油的需求量也剧增。在石油开采、运输、加工和使用过程中造成的土壤石油污染也日趋严重。据2015年的土壤污染调查报告显示，我国至少有500万公顷的土壤已经受到石油污染，约占油田开采区总面积的20％～30％。由于我国石油开采技术落后，环境保护意识相对薄弱，使得我国土壤石油污染程度十分严重，有些地区土壤中总石油烃含量超过土壤背景值上千倍。土壤石油污染已严重危及人类身体健康。石油污染土壤的修复对于缓解我国用地紧张的状况和增进人体健康意义重大，因此现今开展石油污染土壤的修复工作就显得尤为重要。

石油类污染物由于水溶性差，因此极易附着在土壤颗粒上。随着时间的推移，石油烃主要以结合态残留在土壤中，常规的修复技术很难将其从土壤中去除。目前，国内外关于石油污染土壤的修复已经有不少的研究，主要的修复方法包括：物理修复、化学修复和生物修复方法。物理修复技术主要包括客(换)土法、焚烧法、隔离法、热脱附法、CSP工艺等，修复速度快，适用于修复高浓度石油污染土壤，但是资金投入大，能耗高，污染物消除不彻底，还存在二次污染问题。生物修复技术主要有：微生物修复技术、植物修复技术、动物修复技术以及联合修复技术，由于生物修复技术不适合用于高浓度石油污染土壤的修复，且修复周期长，影响因素多，所以目前较少单独使用，通常会将它与其它修复技术联用。化学修复技术主要包括化学氧化法、溶剂萃取法以及化学淋洗法、光催化技术等，其中化学氧化修复技术由于修复效果好，反应时间短，能够有效降解土壤中存在的结合态有机污染物，尤其适合污染物浓度高和开发使用迫切的场地，因而被广泛应用于有机污染场地土壤修复。

常用的化学氧化剂包括过氧化氢、芬顿试剂、高锰酸钾、O₃和过硫酸盐。过氧化氢易分解，如果采用它作为氧化剂修复石油污染土壤，则需要少量多次投加，以免因其分解降低去除率，且反应剧烈，存在一定的安全问题。芬顿试剂则反应剧烈，体系反应要求pH值低，后期开发应用的负效应较大。高锰酸钾作为氧化剂修复石油污染土壤也有一定的局限性，它一般只适用于特定的有机污染物，对汽油、柴油以及苯系物的去除率很低；同时，高锰酸钾成本较高，不适合用来修复大面积污染土壤，修复时间也比较长，长达三个月以上；另外，高锰酸钾是一种深紫色固体，会影响水质；其产物二氧化锰是土壤的一种成分，无二次污染，但是如果高锰酸钾使用量过多，高锰酸钾与二氧化锰将会造成土壤堵塞，降低土壤通透性。臭氧在土壤中与有机污染物反应速率很快，不利于工作人员控制反应进程，利用率不高；臭氧以气体形式存在，不便于运输，需要在修复场地现场生成，并且臭氧可能会与污染物反应生成毒性更强的物质；同时修复工程中会造成臭氧逸散到大气中，从而可能产生大气的臭氧污染。

过硫酸盐氧化技术是环境领域一类新型氧化技术，常见的过硫酸盐包括过硫酸钠(Na₂S₂O₈)和过硫酸钾(K₂S₂O₈)，由于K₂S₂O₈的溶解度比较低，所以多采用Na₂S₂O₈作为强氧化剂。在常温条件下，Na₂S₂O₈在水溶液中比较稳定，与有机污染物反应比较慢，对有机污染物的降解效果不是很好。但是，过硫酸根离子在一定条件下可被活化生成氧化性更强的硫酸根自由基能够降解大部分的有机污染物质，成为目前最有前景的一种化学氧化修复技术。