[发明专利]微波诱导二氧化锰催化降解土壤中多氯联苯的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于环保领域中的有关土壤中持久性有机污染物处理技术领域，具体涉及一种利用微波诱导二氧化锰催化降解土壤中多氯联苯的方法。

背景技术

多氯联苯(PCBs)是由209种同类物组成的一组氯代芳烃化合物，具有许多优良物理化学性质，被广泛应用于电力工业、塑料加工业、化工行业和印刷业等领域。截至1989年，世界各国因公害原因基本停止其生产。据估计，全球总产量＞1.5×10⁶t，约78％通过各种渠道进入了环境中，并导致了局部水污染、土壤污染和水体底泥污染等问题。环境中的PCBs通过食物链富积、浓缩和放大进入动物体和人体造成巨大的危害。而PCBs具有半挥发性、高稳定性、低溶解性等特点，能够在水体、土壤、大气中迁移，从而造成全球性的环境污染。从地衣、苔藓到水稻、小麦，从淡水、海水到雨、雪，从赤道到中纬度、亚北极和北极地区，还有从南极的海鸟蛋到北极的海豹以及从美国、瑞典和日本等许多国家的人乳中均检测出了PCBs，甚至在几千米高的西藏南迦巴凡峰上的雪水、江水、土壤、森林、自然植被、家禽内脏及其它动物毛发中也检测出PCBs。

通过各种渠道进入环境中的PCBs，大部分残留在土壤中，导致了严重的土壤污染问题。目前用于修复PCBs污染土壤的方法主要有物理修复方法、化学修复方法、生物修复方法及物理化学与生物技术相结合的修复方法。但这些方法技术大都存在着一些缺点，物理方法费用高，化学方法易造成二次污染，生物方法效率低且不稳定等，因此研究和开发高效、无污染、低成本的修复方法是十分必要的。

微波诱导催化反应是指当反应物不直接明显地吸收微波时，可以利用某种强烈吸收微波的“敏化剂”把微波能传给这些物质而诱导化学反应，如果选用这种“敏化剂”作为催化剂的载体，就可在微波辐照下实现某些催化反应。微波诱导催化反应能有效地降解有机污染物，具有反应速率快，作用时间只需几分钟，且降解彻底，无二次污染，安全可靠等特点。

发明内容

技术问题：本发明针对目前多氯联苯污染土壤修复过程中存在的许多问题，提供了一种简单易行、快速、高效、无二次污染的利用微波诱导二氧化锰催化降解土壤中多氯联苯的方法。

技术方案：本发明技术方案为：以二氧化锰为强烈吸收微波的催化剂，在酸性条件下利用微波诱导二氧化锰催化降解污染土壤中的多氯联苯，该方法的具体步骤如下：

①将多氯联苯污染土壤在自然条件下风干后，研磨过筛网去除石砾、瓦块和枯枝等杂物；

②在污染土壤中添加二氧化锰纳米粉混合；

③装填到反应器中用硫酸溶液酸化土壤；

④启动微波发生器，对反应器进行微波辐射处理。

所述土壤、二氧化锰和硫酸溶液的质量比为10∶1∶(0～3]。

所述二氧化锰纳米粉粒径为20～200nm。

所述硫酸溶液浓度为8mol/L。

所述反应器是材质为玻璃或石英玻璃的圆柱形瓶。

所述微波频率为915MHz或2450MHz，一般小型反应器选用2450MHz，大型反应器选用915MHz；微波发生器功率为(0～850]W，优选为800W大功率。

所述微波辐射时间设定为(0～45]min，优选为30～45min。

有益效果：本发明在应用于pH＝4.65的3，3′，4，4′-四氯联苯污染土壤修复中，粒径为80nm左右的二氧化锰添加量为土壤质量的10％，微波功率为800W，辐射时间为45min，微波诱导二氧化锰对3，3′，4，4′-四氯联苯的降解率达到92.6％。

附图说明：

图1为微波诱导MnO₂对土壤中PCB77的降解效果。

图2为不同土壤pH下微波诱导MnO₂对土壤中PCB77的降解效果。

图3为不同微波功率下微波诱导MnO₂对土壤中PCB77的降解效果。

具体实施方式

下面结合具体实例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。

实施例1：