[发明专利]一种纳米零价铁-氧化物体系机械化学修复多氯联苯污染土壤的方法

说明书

本发明属于持久性有机化合物污染土壤处理技术领域，具体为一种纳米零价铁‑氧化物体系机械化学修复多氯联苯污染土壤的方法。本发明首先将自然风干的多氯联苯污染土样研钵研磨后过筛，然后将筛分后的污染土壤颗粒、纳米零价铁、氧化物以及氧化锆磨球按比例添加置于球磨罐中进行机械化学反应。通过机械化学实现多氯联苯污染土壤的高效降解。本发明方法具有高效、节能、无二次污染、易操作的特点，是一种具有良好前景的多氯联苯污染土壤的修复方法。

技术领域

本发明属于持久性有机化合物（POPs）污染土壤处理技术领域，具体的说，涉及一种纳米零价铁-氧化物体系机械化学修复多氯联苯（PCBs）污染土壤的方法。

技术背景

持久性有机污染物指的是持久存在于环境中，具有很长的半衰期，且能够通过食物网积聚，并对人类健康以及环境造成不利影响的有机化学物质。多氯联苯属于致癌物质，容易累积在脂肪组织，造成脑部、皮肤以及内脏的疾病，并影响神经、生殖及免疫系统。

目前，常用的处理多氯联苯污染土壤的方法有：物理法、化学法、生物法等。物理法主要包括客土法、土壤蒸汽浸提、微波/超声加热、热脱附技术等。化学法主要包括固化/稳定化修复技术、氧化还原修复技术、淋洗/浸提修复技术、电动修复技术等。生物法是指利用土壤中的植物、动物和微生物等生物吸收、降解和转化土壤中的污染物质，使得其含量降低到一定水平或者转化为无害物质的方法。尽管这些方法已经应用于多氯联苯污染土壤的修复工程中，也具有一定的效果，但是存在很多问题，例如：处理成本过高、处理条件苛刻、易产生二次污染、微生物法修复时间过长等问题。

针对现在处理技术的不足，寻求更为绿色高效、操作简单、无二次污染的多氯联苯污染土壤处理技术具有重大意义。机械化学反应处理多氯联苯污染土壤具有修复效果高效明显、操作简单并且不易产生二次污染的特点，是一种具有应用前景的多氯联苯污染土壤处理技术。

发明内容

为了弥补上述现在修复多氯联苯污染土壤技术的不足，本发明提供了一种多氯联苯污染土壤的机械化学修复方法。通过机械球磨初始阶段，让纳米零价铁、氧化物（CaO、SiO₂、Al₂O₃）与多氯联苯污染土壤充分接触，随着机械球磨进程，污染土壤中的多氯联苯被破坏，其结构和物理化学性质发生变化，并且最终全部降解，是一种清洁高效的处理多氯联苯污染土壤的修复处理技术。

本发明采用了如下的技术方案。

本发明提供一种纳米零价铁-氧化物体系机械化学修复多氯联苯污染土壤的方法，具体步骤如下：

将自然风干的多氯联苯污染土壤经过破碎、过筛得到的土壤颗粒与纳米零价铁、氧化物混合后加入到行星式球磨机球磨罐中，添加氧化锆磨球进行机械化学反应，球磨时间为2~6小时；其中：纳米零价铁和氧化物的总质量与多氯联苯污染土壤的质量的配比为1：19~1：9，纳米零价铁和氧化物的质量比为8：1~10：1；

机械化学反应结束后，将球磨罐中反应产物与磨球进行筛分，即得到修复后的土壤。

本发明中，氧化物选自氧化钙、二氧化硅或三氧化二铝中一种或多种。氧化物作为球磨助剂，其质地坚硬增加反应接触面积，促进反应发生，提高反应效率和降解率；同时氧化物在机械化学反应过程中，可接收电子，与多氯联苯中氯元素结合，起到脱氯作用。

本发明中，土壤颗粒、纳米零价铁和氧化物的总质量和氧化锆磨球的质量的配比为1：14~1：20。

本发明中，球磨转速为450~650转/分钟。

本发明中，机械化学反应方式为运行15分钟，停止15分钟，依次循环运行。

与现有的多氯联苯污染土壤修复技术相比，本发明所提供的方法具有如下优势：