[发明专利]一种石油污染土壤的修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤修复领域，具体而言，涉及一种石油污染土壤的修复方法。

背景技术

随着我国石油工业的迅速发展，土壤石油污染问题日益严重。石油进入土壤后不仅改变土壤理化性质，破坏土壤的结构，而且减少土壤中有效氮、磷的含量，引起土壤微生物群落的变化，甚至阻碍植物根部的呼吸与吸收，导致植物死亡。另外，某些石油成分可通过食物链进入人体，对人类造成致癌、致畸、致突变作用，严重危害人体健康。据不完全统计，我国每年约8×10⁵t石油经各种途径进入土壤环境，石油污染土壤的面积可达3.3×10⁶hm²，尤其是在我国北方的产油地区，因原油污染所带来的土地沙化或荒废现象愈演愈烈，油井周围的土壤污染面积可达2000m²。由此可见，土壤石油污染对人类健康和生态系统安全构成了严重威胁，是目前亟待解决的环境问题。

目前，土壤中石油污染的修复处理技术大致可分为3类，即物理方法、化学方法和生物方法。物理方法去除石油污染的机理主要是污染物的转移，并没有从根本上解决污染问题，因此这类方法不值得提倡。生物方法一般不会产生二次污染问题，费用相对较低，但其修复周期长，受土壤中其它因素(比如重金属含量、有机物类型、环境温度、地域环境等)影响较大，例如，新疆自治区位于干旱区，旱、寒、盐碱等不利环境因子大大限制了目前较为成熟的植物/微生物修复技术，因此需要开发高效率、修复速度快、成本低、适宜性强的石油污染土壤修复技术方法。化学氧化技术(InSituChemicalOxidation-ISCO)被认为是去除土壤及地下水中有机污染物切实可行、快速、且经济高效的修复方法之一，尤其是针对重非水相(DNAPL)石油类污染物。化学氧化技术是利用化学物质的氧化性使得土壤中的石油烃组分得到去除，常用的氧化剂有二氧化氯、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾、过硫酸盐等。其中，过硫酸盐由于氧化性较强应用更广泛，过硫酸盐在水中电离产生S₂O₈^2-，其标准氧化还原电位为E₀＝+2.01V，远大于高锰酸根(E₀＝+1.68V)和过氧化氢(E₀＝+1.70V)。常温下，过硫酸盐化学性质较稳定，因而与有机污染物反应的速率较慢、降解效果不明显。但在热、声、过渡金属离子(Fe²⁺、Ag⁺、Ce⁺等)等条件的激发下，过硫酸盐活化生成硫酸根自由基(·SO₄^-)，其氧化还原电位可高达E₀＝+2.6V以上。活化过硫酸盐高级氧化工艺的主要优点有：1)过硫酸盐与O₃和H₂O₂相比可以在地下环境稳定存在数周之久，不会以气、热等形式造成能量浪费，稳定性好。这同时也说明由土壤中原有的有机质等引起的过硫酸盐损失较小。2)过硫酸钠易溶于水(20℃其溶解度为74mg/L)，向地下环境中加入高浓度的过硫酸钠后，其在浓度梯度驱动下向地下环境中扩散，便于与污染物接触，并提高了污染物的去除效率。3)利用·SO₄^-氧化有机污染物时受pH影响较小，在酸性和中性环境中主要以·SO₄^-为主；在弱碱性环境中，过硫酸盐同时生成·SO₄^-与·OH，两者共存；进一步表明，不论在哪种pH条件，活化过硫酸盐均能有效地氧化降解有机污染物。4)·SO₄^-的半衰期长达4s，远高于·OH的半衰期(1μs)，更有利于传质，对于渗透性较低的土壤·SO₄^-也能起到一定的修复效果。由此可见，硫酸根自由基高级氧化技术在地下水和土壤有机污染物修复应用中前景十分可观。但目前对过硫酸盐的应用都局限在单一条件的活化，其存在的问题是：氧化性低，对有机污染物的去除范围小。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石油污染土壤的修复方法，所述的修复方法采用复合活化方式激活过硫酸盐，具有去除率高、污染物去除范围广、修复时间短等优势。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种石油污染土壤的修复方法，包括下列步骤：