[發明專利]過硫酸鹽的有機酸活化

在審

• 申請號: 201380023126.4
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN104302581A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: E·皮莎諾瓦;P·布洛克
• 申請（專利權）人: FMC有限公司
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/54;B09C1/08;A62D3/00;C07C27/16
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陶家蓉

技術領域

本發明涉及一種氧化土壤、地下水、加工用水或廢水中存在的有機化合物的方法，包括使這些有機化合物與過硫酸鹽和選自抗壞血酸、甲酸、草酸、乳酸和檸檬酸的有機酸接觸，其中所述有機酸對過硫酸鹽的摩爾比為1:100至3:1。

背景技術

揮發性有機化合物(VOC)、半揮發性有機化合物(“SVOC”)或殺蟲劑在地表下的土壤和地下水中的存在是已工業化和正在工業化的國家中熟知廣泛的問題。許多VOC和SVOC是有毒或致癌的化合物，其常能在重力影響下透過土壤移動，且通過溶解于流過被污染的土壤的水成為水污染的源頭。這些有機污染物的例子是化合物如：三氯乙烯(TCE)、氯乙烯、四氯乙烯(PCE)、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷(TCA)、四氯化碳、氯仿、氯苯、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、二溴乙烯、甲基叔丁醚(MTBE)、聚芳烴、聚氯聯苯、鄰苯二甲酸酯、1,4-二烷、亞硝基二甲基胺、和甲基叔丁基醚。

在許多情況下，這些化合物排放到土壤中導致含水層污染，引起潛在的公共健康問題和地下水資源的劣化，進而限制了未來使用。處理和修復被VOC或SVOC化合物污染的土壤將是昂貴的，且需要可觀的時間，在許多情況下并不完全或并不成功。處理和修復部分或完全不與水混溶(例如非水相液體或NAPL)的揮發性有機化合物尤其困難。而且，用許多常規修復科技處理高溶性但生物穩定的有機污染物，例如MTBE和1,4-二烷也相當困難。當這些化合物不能通過化學方式或生物學方式在土壤環境中顯著天然降解時尤其如此。存在于地表下的NAPL可能對人或其他生物有毒，可對地下水緩慢釋放水相或氣相揮發性有機化合物，成為長期(例如十年甚至更久)的地表下化學污染源。在許多情況下，地表下的地下水污染物氣霧可從化學物源頭延伸數百至數千英尺，導致地下廣泛污染。然后這些化學物質通過自地下水揮發被傳播到飲用水源、湖泊、河流、甚至家庭的地下室中。

美國環境保護署(USEPA)已建立了各種有害化合物的最大濃度限額。對于許多鹵化有機化合物，確立了非常低而嚴格的飲用水限額。例如，對于溶劑例如三氯乙烯、四氯乙烯和四氯化碳的最大濃度限制被定為5μg/L，而氯苯、多氯聯苯(PCB)以及二溴乙烯的最大濃度限制被USEPA分別定為100μg/L、0.5μg/L和0.05g/L。

因此，有對于實現環境修復的改良方法的需求。

Curtin等，抗壞血酸鹽誘導的過氧二硫酸鹽對甲酸鹽的氧化:產物產率、動力學和機制,Res.Chem.Intermed.,30卷，第6期，第647-661頁(2004)公開了過硫酸鹽與抗壞血酸反應產生活化的SO₄^-基團的速率常數(ki)為0.02，因此表明抗壞血酸不能活化過硫酸鹽。

Huling等，ISCO地點的地下水采樣:揮發性有機化合物與過硫酸鹽的二相混合物，地下水監測和修復，31卷，第2期，2011年春，72-79頁公開了使用高水平的抗壞血酸(抗壞血酸：過硫酸鹽的摩爾比為4:1或更高)以保存過硫酸鈉和VOC樣本用于分析目的。加入如此高比例的抗壞血酸使過硫酸鹽失活，而未顯著減少存在于該樣品中的VOC(苯、甲苯、間二甲苯、全氯乙烯和三氯乙烯)的量進一步表明抗壞血酸在修復情況下對過硫酸鹽活化無效。

因此，完全出乎意料的是加入較少比例的抗壞血酸和/或其他選自甲酸、草酸、乳酸和檸檬酸的有機酸會有效活化過硫酸鹽，使得與這些混合物接觸的有機污染物能被有效氧化。

發明內容

本發明涉及一種氧化土壤、地下水、加工用水或廢水中存在的有機化合物的方法，包括使這些有機化合物與過硫酸鹽和選自抗壞血酸、甲酸、草酸、乳酸和檸檬酸的有機酸接觸，其中所述有機酸對過硫酸鹽的摩爾比為1:100至3:1。

優選實施方式

本發明涉及一種氧化土壤、地下水、加工用水或廢水中存在的有機化合物的方法，包括使這些有機化合物與過硫酸鹽和選自抗壞血酸、甲酸、草酸、乳酸和檸檬酸的有機酸接觸，其中所述有機酸對過硫酸鹽的摩爾比為1:100至3:1。

本發明是一種修復被揮發性有機化合物、半揮發性有機化合物、殺蟲劑或除草劑污染的土壤、沉積物、陶土、巖石等(本文統稱為“土壤”)；地下水(即在土壤、沙礫和巖石縫隙和空間內發現的水)或加工用水(即各種工業過程產生的水)或廢水(即含有家庭或工業廢物的水)的方法。另外，還可用于處理淤泥、沙礫或焦油。