专利名称：高新超声波修复多环芳烃污染土壤的技术
技术领域：
本发明涉及一种对受污染土壤的修复方法，特别涉及受多环芳烃污染的土壤 的修复。
背景技术：
多环芳烃是土壤中常见的持久性有机污染物。多环芳烃具有较强的”三致” 性及免疫毒性，土壤中的多环芳烃通过食物链传输进入人体，可导致肺癌、皮肤 癌、阴嚢癌等发病率的剧增，因此，土壤中多环芳烃等持久性有机污染物的控制 与修复已成为国内外环境科学与技术领域的重要研究内容。
目前，国内外针对多环芳烃污染土壤的修复研究主要集中在试剂淋洗修复、 化学氧化修复、电动修复、植物修复与微生物修复等技术。土壤淋洗与化学氧化 技术对土壤中多环芳烃均具有理想的去除效果，但在使用过程中受操作条件限制 较大且存在二次污染风险。污染土壤的电动修复、植物修复与微生物修复是具有 发展潜力的绿色修复技术，然而，它们对多环芳烃等持久性有机化合物的处理周 期相对较长。
20世纪90年代，Mason首次采用超声波降解水中有机污染物，并引起国内 外研究者的极大兴趣。基于超声波的空化效应，水中难降解的有机物可通过-OH 自由基的氧化与高温热解反应而完全矿化，且不存在二次污染。加入Ti02、 Mn02、 Si02或A1A等无机氧化物，可促进水中有机污染物的超声降解。不仅如此，超 声波还可以有效去除细沙粒、底泥等悬浮体系中的多环芳烃等持久性有机污染 物，但土壤中多环芳烃等持久性有机污染物的超声波去除目前尚未见文献报道。
发明内容
为了解决现有的土壤修复技术中存在二次污染，处理周期长的缺点，本发明 提供了一种无二次污染，绿色高效的超声波修复多环芳烃污染土壤的方法。
一种超声波修复多环芳烃污染土壤的方法，是将含水量为5% ~ 95%、多环芳烃浓度为10 ~ 10000 )ng/kg的多环芳烃污染土壤浆体在超声波辐照条件下进行 处理；超声输出频率为20kHz-100 kHz,超声输出功率为100W ~ 2. 0kw;超声辐 照时间为5min~ 4h。
上述方法中所述的多环芳烃为美国E P A610中规定的16种优先控制多环芳 烃化合物萘(Nap)、苊(AcNP) 、 二氢苊(AcN)、芴(FL )、菲(Ph )、蒽
(An)、荧蒽(FLA)、芘(Py)、苯并(a)蒽(BaA)、篇(Chy)、苯并(b)荧 蒽(BbFLA)、苯并(k)荧蒽(BkFLA)、苯并(a)芘(BaP)、茚并(1 ， 2 ， 3-c ， d) 芘(IND) 、 二苯并(a ， h)蒽(dBahA)及苯并(g， h， i)茈(BghiP)。
所述的超声波修复多环芳烃污染土壤的方法，其超声波可以由槽式设备或者 探头式设备产生。
所述的超声波修复多环芳烃污染土壤的方法，修复方法可以为原位修复或者 异位修复。
所述的污染土壤在超声处理之前，需要进行机械搅拌以得到均匀的土壤浆体。
本发明的有益效果为l.土壤中多环芳烃等污染物去除速率快、矿化率高。 因为超声波具有在多种介质中传播的性质，而土壤中的矿物组分具有吸附有机物 并促进空化泡在其表面形成的功能，矿物組分可以为A1203、 Si02、 Mn02、 Ti02、 Fe203等，所以利用超声波的空化效应可以快速去除土壤中的多环芳烃等污染物。 去除率可以达到7 0 %以上。
2.无需向土壤中加入修复试剂，无二次污染，绿色环保，操作成本低。本发 明使用超声波空化效应对土壤中的多环芳烃进行修复，所以无需象试剂淋洗或是 化学氧化修复法中一样另外加入试剂而对环境造成污染，更环保，成本更低。
具体实施例方式
以下通过实施例进一步说明本发明。
实施例1:
供试土壤有机质含量为17. 87 g/kg; Fe203、 Mn02、 1102的含量分别为55. 15 g/kg， 1. 34 g/kg, 15. 21 g/kg;修复之前土壤中的EPA规定的16种多环芳烃浓 度为299. 84 |j g/kg; 土壤湿度为65%;超声频率为20kHz;超声输出功率为400W;
超声辐照时间为30min;超声波发射釆用槽式设备。修复后土壤中的多环芳烃含 量为68. 78 pg/kg,去除率为77.1%。
实施例2:
与实施例l基本相同，但所用土壤有机质含量为11. 24 g/kg, Fe203、 Mn02、 Ti02的含量分别为49. 62 g/kg, 0. 95 g/kg， 9. 36 g/kg。修复之前土壤中的EPA 规定的16种多环芳烃浓度为228. 19|Lig/kg,修复后土壤中的多环芳烃含量为 35. 85 jug/kg，去除率为84. 3%。
实施例3:
与实施例l基本相同，但所用土壤有机质含量为17. 25 g/kg, Fe203、 Mn02、 Ti02的含量分别为39. 54 g/kg， 0. 93 g/kg， 9. 15 g/kg。修复之前土壤中的EPA 规定的16种多环芳烃浓度为373. 56 ug/kg，修复后土壤中的多环芳烃含量为 107. 22 (jg/kg,去除率为71. 3%。
由实施例1、 2、 3可以看出，3种组分不同的土壤中所含的16种多环芳烃 的含量不同，土壤的组分不同，导致多环芳烃的去除效果也是不同的。土壤中的 多环芳烃的去除与超声空化效应有关，当土壤中的水溶性多环芳烃的含量比较大 的时候，去除的效果相对较好。
实施例4:
实施例1中，其它条件不变，超声辐照时间为10min时，土壤中多环芳烃的 去除率为39. 6%;超声辐照时间为lh时，土壤中多环芳烃的去除率为85, 2%。
实施例5:
实施例l中，其它条件不变，超声输出功率为ioow时，土壤中多环芳烃的
去除率为25. 3%;超声输出功率为1000W时，土:^中多环芳烃的去除率为94, 4%。
由此可以看出当超声输出功率增大时，土壤中的多环芳烃的去除率也会相应 的提高。
实施例6
一种超声波修复多环芳烃污染土壤的方法，是将湿度为5%~95%、多环芳烃浓度为10 ~ 10000 yg/kg的多环芳烃污染土壤浆体在超声波辐照条件下进行处 理，超声频率为20kHz ~ 100kHz;超声输出功率为100W-2. 0kw;超声辐照时间 为5min ~ 4h。
其中土壤的湿度可以是5 % ~ 95 %间的任一数值，比如5 % 、 12 % 、 34 % 、 67%、 95%等；多环芳烃的浓度也是为10 – 10000 yg/kg的任一数值，比如10 h g/kg、 95 m g/kg、 300 y g/kg、 5000 n g/kg、 10000 ju g/kg;超声的频率为20 kHz、 31 kHz、 43 kHz、 55 kHz、 68 kHz、 100 kHz;超声的输出功率可以是100w、 650w、 1100w、 1650w、 2000w等；超声辐照时间为5min、 38min、 64min、 135min、 200min、 240min等。
实施例7:
实施例1中，其它条件不变，超声波发射采用探头式设备，土壤中多环芳烃 的去除率与探头直径有关，多环芳烃在超声波辐照中心的去除率相对较高。
权利要求
1.一种超声波修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于将含水量为5％～95％、多环芳烃浓度为10～10000μg/kg的多环芳烃污染土壤浆体在超声波辐照条件下进行处理；超声输出频率为20kHz～100kHz，超声输出功率为100W～2.0kw；超声辐照时间为5min～4h。
2. 如权利要求1所述的超声波修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于所述 的多环芳烃为美国E P A610中规定的16种优先控制的多环芳烃化合物。
3, 如权利要求1所述的超声波修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于所述 的超声波由槽式设备或者探头式设备产生。
全文摘要
本发明属于污染土壤修复领域，公开了一种超声波修复多环芳烃污染土壤的方法，是将湿度为5％～95％、多环芳烃浓度为10～10000μg/kg的多环芳烃污染土壤浆体在超声波辐照条件下进行处理，超声频率为20kHz～100kHz；超声输出功率为100W～2.0kw；超声辐照时间为5min～4h。所述的多环芳烃为美国EPA610中规定的16种优先控制的多环芳烃化合物。本方法主要利用超声波的空化效应降解或消减土壤中的多环芳烃等持久性有机污染物。与目前普遍采用的土壤修复技术相比，几乎不受污染物种类与环境条件的影响，应用领域广泛。本方法高效低耗，无二次污染，具有良好的社会效益与环境效益。
文档编号B09C1/06GK101195122SQ200710191318
公开日2008年6月11日 申请日期2007年12月18日 优先权日2007年12月18日
发明者付晓茹, 何都良, 若 冯, 唐登勇, 华 方, 俊 李, 李久海, 郑有飞, 郭照冰, 马建军 申请人:南京信息工程大学
