一種降解地下水中重質(zhì)非水相液體成分復合氯代烴污染的方法
【專利說明】一種降解地下水中重質(zhì)非水相液體成分復合氯代烴污染的方法
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技術(shù)領域
[0002]本發(fā)明涉及地下水重質(zhì)非水相液體污染的降解修復技術(shù)，具體為堿激活過硫酸鹽氧化降解地下水中重質(zhì)非水相液體成分復合氯代烴污染的方法。
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【背景技術(shù)】
[0004]重質(zhì)非水相液體(Densenon-aqueous phase liquids, DNAPLs)是比重大于 1，存在于地表以下的難溶于水的碳氫化合物，包括一些含有一個或多個氯、溴或氟原子的有機物。大部分氯代烴為重質(zhì)非水相液體的常見組成部分，具有揮發(fā)性高、水溶低、難降解和黏性低等特點。氯代烴作為一種重要的有機溶劑、中間體和化工原料，曾被廣泛用于農(nóng)藥、制革、醫(yī)藥、脫脂、電子和干洗等其他包括可溶解氯化物在內(nèi)的活性物質(zhì)的生產(chǎn)行業(yè)。氯代烴通過泄漏及廢水排放等途徑進入地下環(huán)境，造成了土壤和水體不同程度的污染，是地下水中最常見的一類有機污染物。大多數(shù)氯代烴類污染物難以自然降解，在水體中殘留時間長、有生物累積性，可促使生物產(chǎn)生慢性中毒等生理毒害，屬于持久性有機污染物，又因具有三致效應(致癌、致畸和致突變)，其中絕大部分已被各國列為優(yōu)先控制的有機污染物，因此對地下水環(huán)境中氯代烴的治理研究具有重要的意義。
[0005]現(xiàn)研究比較多的氯代烴主要有四氯乙烯、三氯乙烯與三氯乙烷(1，1，1-三氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷)等某一種或復合污染物的降解，這些污染物均被各國列入優(yōu)先控制污染物，如在中國“68種水中優(yōu)先控制污染物黑名單”和美國“ 129種水中優(yōu)先控制污染物黑名單”均有它們的一席之地。實際上，四氯化碳和氯仿也是氯代烴復合污染物中常見的組分，二者也均屬于各國優(yōu)先控制污染物，且四氯化碳和氯仿也是常與四氯乙烯、三氯乙烯、三氯乙烷(1，1，1-三氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷)等有機污染物相伴以復合污染的形式存在于污染場地地下水環(huán)境中。
[0006]隨著人們對氯代烴危害的認識進一步加深，復合氯代烴污染物的控制和修復降解方法引起了國內(nèi)外學者的廣泛關注。探索一種高效、經(jīng)濟的氯代烴去除方法，具有很大的社會價值和應用需求。
[0007]目前國內(nèi)外研究降解地下水中氯代烴復合污染物的技術(shù)方法主要為物理法、生物法和化學法:
一.物理法
地下水中氯代烴的修復通常也會牽涉到部分土壤的修復，這一般就會用到物理方法。物理法主要包括挖掘填埋和氣相抽提等技術(shù)。挖掘填埋技術(shù)是將受污染的土壤挖出將其轉(zhuǎn)運到填埋場或水泥窯廠等地方將其進行處理，但此技術(shù)存在價格昂貴、運輸過程中易產(chǎn)生二次污染和不可持續(xù)性等問題。
[0008]氣相抽提技術(shù)主要是采用真空或真空輔助的方式實現(xiàn)污染物從地下環(huán)境向地表以上的迀移，該技術(shù)可用于處理揮發(fā)性有機污染物(VOCs)和某些半揮發(fā)性有機物(SVOCs)。但是鑒于地下環(huán)境的復雜性，應用此技術(shù)修復地下水中的氯代烴會存在修復周期長、修復效率低、較難達到嚴格的修復目標等問題。氣相抽提技術(shù)有時候可以與熱修復聯(lián)合使用，熱修復的主要原理是通過提高土壤和地下水環(huán)境中的溫度進而提高VOCs和SVOCs污染物的回收。熱修復和氣相抽提的聯(lián)合應用使得地下水的修復成本非常昂貴。
[0009]二.生物法
生物法主要包括微生物修復技術(shù)和植物修復技術(shù)，微生物修復技術(shù)指利用特定的生物吸收、轉(zhuǎn)化或降解環(huán)境中的污染物，從而達到凈化環(huán)境的目的。氯代烴的生物降解機理可分為好氧降解、厭氧轉(zhuǎn)化以及共代謝等。微生物修復技術(shù)具有較好的經(jīng)濟效益，但該技術(shù)也存在一定的局限性，如:修復周期長，不能滿足我國目前短期修復周期的需求，微生物的活性可能會受到污染物毒性的抑制。
[0010]植物修復技術(shù)即利用植物的耐忍性吸收、積累環(huán)境中污染物，通過植物的生長來清除環(huán)境中污染物的方法。植物修復具有良好的美學效果和較低的操作成本，但是該技術(shù)也受到了很多條件的限制:很難在特定的環(huán)境中利用特定的植物種類；氣候或季節(jié)條件會影響植物生長，減緩修復效果，增長修復期。另外，由于有毒或有害化合物可能會通過植物進入食物鏈，所以控制好修復后植物的利用也是值得注意的問題。同時，污染深度不能超過植物根系的所及之處，這就導致植物修復不適用較深的地下水含水層，即不適合深層地下水中氯代烴的修復。
[0011]二.化學法
化學法主要包括化學還原法和高級化學氧化法這兩種。在化學還原法中研究比較多的是零價鐵還原修復技術(shù)，零價鐵金屬對氯代烴有良好的降解效果在20世紀70年代就已經(jīng)得到證實，并且這種處理方法操作簡便，成本較低。但在實際應用中，零價鐵在修復過程中所生成的產(chǎn)物會在金屬表面形成一層保護膜，使得金屬與有機污染物間的電子轉(zhuǎn)移受到了阻礙，從而使氯代烴的降解效率逐漸下降。另外，零價鐵在投放到地下水中進行修復時，會出現(xiàn)零價鐵團聚的現(xiàn)象，這對地下水的修復造成了很大的困擾?；谝陨线@些情況，研究者們發(fā)展了雙金屬體系和負載體系，即在零價鐵表面鍍上第二種金屬或?qū)⒘銉r鐵負載在某種材料上(如:碳材料)，這樣增加了電化學的反應程度也減少了零價鐵的團聚，實驗證明這兩種方法均能不同程度地加快氯代烴的降解速率。然而復雜的地下環(huán)境條件和工程措施及運行維護的繁瑣，使得該方法在工程上的應用和推廣受到一定的阻礙，方法的實用性還需進一步改善和提高。
[0012]高級化學氧化法是一種新型的有效處理難降解的有機污染物的高級氧化技術(shù)，其原理是利用復合氧化劑或光照等催化途徑產(chǎn)生氧化能力強的自由基，通過自由基來達到快速有效降解氯代烴污染物的目的。此方法具有反應速度快、降解徹底等優(yōu)點，但有時反應劇烈難以控制、反應條件比較苛刻，處理不當還會弓I起二次污染。
[0013]由于地下水中氯代烴被降解的難易程度不同，如四氯化碳、四氯乙烯很難被降解，至今還是沒有一個完整、有效、統(tǒng)一的方法能同時降解地下水中四氯乙烯、三氯乙烯、四氯化碳、氯仿和1，1，2-三氯乙烷復合氯代烴污染物的污染。因此，提供一種能同時快速有效降解四氯乙烯、三氯乙烯、四氯化碳、氯仿和1，1，2-三氯乙烷復合氯代烴污染物的方法是本研究的重點。
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【發(fā)明內(nèi)容】

解決的技術(shù)問題:本發(fā)明提供一種降解地下水中重質(zhì)非水相液體成分復合氯代烴污染的方法，該方法能夠同時快速有效降解四氯乙稀、三氯乙稀、四氯化碳、氯仿和1，1，2-三氯乙烷，以彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0015]技術(shù)方案:一種降解地下水中重質(zhì)非水相液體成分復合氯代烴污染的方法，步驟為將過硫酸鈉與氫氧化鈉的混合物加入到含復合氯代烴污染物的水體中進行降解反應。
[0016]所述的復合氯代烴為四氯乙烯、三氯乙烯、四氯化碳、氯仿和1，1，2-三氯乙烷中的至少一種。
[0017]所述的過硫酸鈉與氫氧化鈉的摩爾比為1: (0.1?6)。
[0018]所述的復合氯代烴在水溶液中的濃度不超過15 g/Lo
[0019]所述的過硫酸鈉在水溶液中的投加量為1.25?62.5 g/L。