[发明专利]一种土壤中氯代有机物的无害化处理方法

说明书

本申请涉及一种土壤中氯代有机物的无害化处理方法，包括：取一定质量的三氯生污染土壤，和一定体积的超纯水、过氧化氢、碱性催化剂混合，将混合的物料放入反应釜中，升温至预设温度后反应一段时间。该处理方法在原始的水热氧化法基础上通过添加碱性物质进行改良催化处理三氯生污染土壤，产生强氧化性的·OH将土壤中的三氯生脱氯并将其转化为低毒或无毒的中间产物；无害化处理程度提高，降解过程中产生低氯、无氯中间产物，整体脱氯效率较高。该处理方法主要针对土壤中以三氯生为代表的各种氯代有机物，是一种适用性广且降解效率高的绿色处理技术，对土壤中氯代有机物污染物的高效绿色修复以及环境保护有着至关重要的意义。

技术领域

本发明属于环境保护领域，涉及一种土壤修复技术，具体涉及一种土壤中氯代有机物的无害化处理方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，城市化产业化规模的不断扩大，氯代有机物的使用也逐渐广泛，在化工、生物制药、农药等生产装置中均有应用。氯代有机物进入环境后，在受污染的空气、水环境以及土壤介质中都能检测到，并且长期存在于环境中，具有环境持久性、生物蓄积性、长距离迁移能力和生物危害性。其中三氯生(2,4,4-三氯-2-羟基二苯醚，triclosan,TCS)其作为一种常见的抗生素，属于典型的PPCPs类化学品(即药品及个人护理品)。随着三氯生在环境中的大量使用，地表水和土壤等环境介质中也检出大量的三氯生。因此，亟需开展对土壤中氯代有机物的无害化处理方式的研究。

时至今日关于三氯生的研究现阶段主要着眼于三氯生分子本身的降解，但对于其降解过程产生的氯代中间产物的无害化处理关注较少。有研究表明在氯代有机物降解中含氯的中间产物毒害性较无氯的中间产物毒害性而言更高。故而相较于三氯生分子的降解来说，降解产生的氯代中间产物的脱氯无害化处理更应引起重视，因此需要在进行完全降解处理之前先将难降解的氯代有机污染物本体转化为易降解的少氯或无氯的中间有机物，使其达到更为彻底的无害化。

目前针对三氯生的处理方法有物理、化学和生物处理法。物理法一般指物理吸附，利用吸附剂对三氯生进行吸附处理。其优点在于能耗低，无毒；缺点在于无法重复利用，不稳定，选择性较差，且因其对化学性质未发生改变因此无法从根源上解决污染，需要进行二次处理。生物法利用微生物的电子传导，还原三氯生，再利用水解酶的作业进行水解达到降解的目的。其优点在于成本低、环境友好、高效和无二次污染；缺点在于需要考虑污染土壤的温度、pH值、营养物质等多种因素，降解周期长，微生物种类需要进行严格筛选，因微生物筛选以及生长环境的限制，分离纯化技术受限。

化学法包括化学还原法和化学氧化法。其中，化学还原法利用还原剂的还原反应脱氯，虽然具有高效性，但因其能耗高、处理周期长，无法具有广泛适用性。化学氧化法则包含臭氧法、Fenton法以及过硫酸盐氧化法等，但这些方法在对土壤中氯代有机物降解过程中，无法彻底实现其无害化处理问题。常见的化学氧化法中，臭氧氧化是以臭氧作为强氧化剂，在催化剂作用下形成·OH进而氧化三氯生。该方法条件温和，反应迅速，但选择性差，能耗高，同时臭氧产生效率低。而Fenton氧化法要求在酸性条件下Fe²⁺催化H₂O₂产生的·OH进而氧化三氯生。该方法条件温和，效果显著，但pH＜3，对土壤生态系统会造成一定的破坏。过硫酸盐氧化法是通过活化过硫酸盐产生·SO^4-和·OH等活性物质来降解三氯生。该方法稳定性强，但自由基产生效率低，可能造成二次污染。水热氧化法也称为HTO法，即在密闭反应器内部，反应介质为水溶液，通过外部加热的方式形成高温高压环境，使通常难溶或不溶的物质溶解并发生化学反应的方法。其优点在于能在在适合的反应器中能够在均一相中自主维持反应的进行且降解迅速高效，无二次污染。

本发明首次采用化学氧化法中碱催化水热氧化法降解土壤介质中的三氯生，以一种无害化的方法对难降解的新型氯代有机物的处理提供新思路。本发明在密闭反应器内部进行，不会对环境造成二次污染，在解决环境中氯代有机物污染问题上体现巨大应用前景。

发明内容