[發明專利]一種促進零價鐵降解多氯聯苯的方法

有效

• 申請號: 201711094632.9
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107649511B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 吳穎欣;王玉;吳文成;黃雄飛;仇榮亮;劉曉文;蔡信德
• 申請（專利權）人: 生態環境部華南環境科學研究所
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 崔紅麗;裘暉

本發明屬于本發明涉及土壤或沉積物修復技術領域，具體涉及一種促進零價鐵降解多氯聯苯的方法。通過添加陰離子型和聚氧乙烯類非離子型表面活性劑復配配方，可提高土壤或底泥中疏水性污染物多氯聯苯的流動性，從而促進其與零價鐵接觸并被零價鐵降解。與不添加表面活性劑、只添加陰離子或聚氧乙烯類非離子表面活性劑的處理相比，添加混合表面活性劑可顯著提高多氯聯苯的降解效率；與其他改良的零價鐵技術相比，本方法簡便易行、成本低廉，適用于大量污染土壤或底泥的修復。

技術領域

本發明涉及土壤或沉積物修復技術領域，具體涉及一種促進零價鐵降解多氯聯苯的方法。

背景技術

零價鐵作為一種高效易得的修復材料具有極強的還原性，在厭氧或低氧條件下可作為電子供體還原降解多氯聯苯、多溴聯苯醚、簡單氯代烴等鹵代有機物，在地下水和土壤修復中已得到大規模應用。然而該修復方法存在一些制約因素，尤其對于疏水性有機污染物(如多氯聯苯等)，污染物和零價鐵接觸不充分等因素使其應用受到較大限制。

目前已有技術通過陽離子型或非離子型表面活性劑提高污染物的流動性，但在使用過程中，陽離子型表面活性劑與零價鐵及土壤介質間的親和力較強，解吸和回收困難，施用量較大，不利于修復成本控制；陰離子型和非離子型表面活性劑對多氯聯苯的洗脫能力較強，尤其是前者可通過對土壤有機質增溶促進多氯聯苯的溶出。但是，現有技術中的表面活性劑配方對零價鐵降解多氯聯苯的輔助效果還不是十分理想。

發明內容

為解決現有技術的缺點和不足之處，本發明的目的在于提供一種促進零價鐵降解多氯聯苯的方法，利用混合表面活性劑改變多氯聯苯在土壤-溶液-零價鐵表面的分配，從而提高土壤或底泥中多氯聯苯與零價鐵的接觸效率。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種促進零價鐵降解多氯聯苯的方法，具體步驟如下：

在厭氧條件下，將零價鐵粉末和含有多氯聯苯的土壤或底泥按1:3～10(干重)的比例加入到表面活性劑溶液中，充分混合后，置于室溫條件下進行反應；所述表面活性劑溶液含有重量比為1：3～5的陰離子表面活性劑和非離子型聚氧乙烯類表面活性劑；所述零價鐵粉末和表面活性劑溶液中的表面活性劑的質量比為1:0.02-1:0.04。

優選的，所述室溫為23～27℃。

優選的，所述零價鐵粉末和含有多氯聯苯的土壤或底泥的比例為1：5(干重)。

優選的，所述表面活性劑溶液濃度為0.02～0.04wt％；更優選的，所述表面活性劑溶液濃度為0.04wt％。

優選的，所述陰離子表面活性劑和非離子型聚氧乙烯類表面活性劑的重量比為4:15。

優選的，所述陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，所述非離子型聚氧乙烯類表面活性劑為吐溫-80。

優選的，所述反應條件為以200-250rpm震蕩7～14天。一般7～14天多氯聯苯的降解率可達到最大；超過14天后，零價鐵表面容易發生氧化/鈍化而失活。

零價鐵降解多氯聯苯的基本原理為：通過逐步還原脫氯的方式去除多氯聯苯。吸附于零價鐵表面的目標污染物，接受來自零價鐵的電子而脫氯還原，生成羥基低氯代物、氯離子和鐵離子，羥基化合物不穩定，隨后生成低氯代物，以2,2',5,5'-四氯聯苯(PCB-52)為例，其還原脫氯具體路徑如圖3所示。

如圖1和圖2所示，相比無表面活性劑的處理，本發明所采用的混合表面活性劑降低了固液二相間的表面張力，提高了目標污染物的流動性，促進其從土壤或底泥中的解吸與其在零價鐵表面上的吸附，從而促進其降解。雖然陰離子型表面活性劑對多氯聯苯在液相中的溶解度也有一定促進作用，但是在實驗過程中發現，該增溶作用并不是十分明顯。