[发明专利]一种零价铁活化过硫酸盐降解多环芳烃的方法

说明书

本发明提供了一种零价铁活化过硫酸盐去除多环芳烃的方法，包括以下步骤：向富含多环芳烃的体系中投加零价铁和过硫酸盐，充分混合反应后,去除体系中的多环芳烃。该方法利用零价铁在反应体系中溶出亚铁离子，激活过硫酸盐生成硫酸根自由基，降解多环芳烃，达到去除土壤和地下水中多环芳烃的目的。本发明具有能够在较小的投加量情况下有效降解多环芳烃的优点，同时可以避免亚铁离子与硫酸根自由基之间的猝灭反应，提高降解效率。在常温下即可达到较好的去除效果，pH适用范围宽，操作简单，不需投入其他的设备即可实施，可以用于土壤和地下水中多环芳烃的去除。

技术领域

本发明属于土壤污染治理应用领域，具体涉及一种零价铁活化过硫酸盐降解土壤中多环芳烃的方法。

背景技术

多环芳烃是环境中普遍存在的一种持久性有机污染物，其来源主要为煤和石油燃烧等工业活动，广泛存在于土壤、沉积物、水和空气等天然介质中。多环芳烃生物利用率低，难以被降解，是我国优先列出的环境污染物之一。多环芳烃具有致癌、致畸、致突变的特点。有研究表明，过多的接触多环芳烃会增加患癌概率，严重危害人类健康。目前，国内外针对多环芳烃的污染主要采取的修复方法包括微生物降解法、植物修复法、物理修复法以及化学氧化法。其中，化学氧化法因其具有处理能力强、降解效率高、可修复类型多等特点被广泛应用于污染场地修复中。化学氧化技术中的氧化剂类型主要包括H₂O₂、Fenton试剂、高锰酸钾、臭氧以及过硫酸盐等。然而，近年来应用过硫酸盐进行修复的案例越来越多，通过热活化、碱活化、紫外活化、过渡金属离子活化等产生具有强氧化能力的硫酸根自由基能无选择性的与有机物进行反应。已经应用过硫酸盐进行氧化降解的污染物包括石油烃(TPH)、多环芳烃(PAHs)、苯、甲苯等苯系物(BTEX)等。Fe²⁺活化过硫酸盐因其原料易得、反应不需特殊条件而被广泛研究。但是，Fe²⁺活化过硫酸盐体系中产生SO₄·^-的速度过快，不利于其与污染物进行反应。此外，该反应中还存在着Fe²⁺与SO₄·^-之间的淬灭反应，致使SO₄·^-减少，出现降解效果降低的问题。

发明内容

本发明解决了目前存在的Fe²⁺活化过硫酸盐体系中产生SO₄·^-的速度过快，不利于其与污染物进行反应以及Fe²⁺与SO₄·^-之间的淬灭反应，致使SO₄·^-减少，使得降解效果降低的问题。提供了一种零价铁活化过硫酸盐降解多环芳烃的方法，使用零价铁(Fe⁰)来活化过硫酸盐使Fe²⁺被缓慢释放，减少淬灭反应的发生，从而提高降解效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种零价铁活化过硫酸盐去除多环芳烃的方法，包括以下步骤：向富含多环芳烃的体系中投加零价铁和过硫酸盐，充分混合后反应0.5-2小时(优选为1小时),去除体系中的多环芳烃。

进一步地，所述多环芳烃为萘、菲和芘中的一种或多种。

进一步地，所述多环芳烃在体系中的浓度为10～100ppm。

进一步地，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵中的一种或多种。

进一步地，体系中零价铁为纳米零价铁，所述纳米零价铁的投加量为0.3～1.5g/L，优选为0.5～1g/L，更优选的为0.6g/L。

进一步地，所述体系中过硫酸盐的浓度为0.005～0.05mol/L，优选为0.01～0.03mol/L。

进一步地，以有效成分计，体系中零价铁和过硫酸盐的摩尔比为0.1～5:1，优选为1～2:1。