[发明专利]一种原位修复高浓度多环芳烃污染土壤的药剂及其应用

说明书

一种原位修复高浓度多环芳烃污染土壤的药剂及其应用，有效成分为微纳米铁片和过硫酸钠，本发明利用高活性的微纳米铁片来高效催化过硫酸钠产生强氧化性的自由基，从而有效降解土壤中高浓度PAHs（201.1 mg/kg）。此微纳米铁片活化过硫酸盐的药剂配方，不仅能够在实验室小试条件下对PAHs的高效降解，而且能在中试尺度（360立方土）快速高效原位修复高浓度PAHs污染土壤，且环境友好修复后土壤酶活性指标无显著变化。该修复药剂适合于原位场地高浓度PAHs污染土壤的修复，效率高、操作方便、环境友好，为修复高浓度PAHs污染土壤提供了广阔的前景。

技术领域

本发明属于土壤污染修复技术领域，具体涉及一种原位修复高浓度多环芳烃污染土壤的药剂及其应用。

背景技术

随着工业、城市污染的加剧和农用化学品种类、数量的增加，土壤污染已成为备受关注的全球性环境污染问题。据美国EPA统计数据表明，美国目前拥有污染场地29.4万个，2004～2033年间的修复费用预计将达两千亿美元。而在我国，随着“退二进三”和“退城进园”政策的稳步实施，几乎所有主城区内的化工、印染等污染企业都搬迁进入开发区或工业园区，从而导致城市中涌现大量重污染场地，据不完全统计目前我国污染场地约有30～50万个。政府或土地业主在对这些土地开发和再利用时，必须对污染场地土壤进行评估与修复，通常要求在短时间内达到修复目标值。因此，开发高效、低成本和环境友好的土壤修复药剂配方是当前国家发展的重大战略需求。

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)是指2个或2个以上苯环以线状、角状或簇状排列组合成的稠环化合物，由于PAHs具有高毒性、环境持久性、生物累积性和“三致”性，其土壤污染问题尤为突出，2014年4月环保部联合国土资源部的土壤污染调查报告现在，PAHs污染土壤的点位超标率为1.4％，严重威胁生态环境、食品安全及人体健康。因此，亟需发展场地PAHs污染土壤的修复技术。目前针对多环芳烃污染的处理技术包括微生物修复、植物修复和土壤淋洗等，但以上技术有着各自的适用范围。如微生物修复技术是目前应用最广泛的PAHs修复技术，如中国专利201610438092.0报道了以甲壳素、沸石粉等复配的微生物菌剂能够有效降解或吸附土壤中的PAHs；中国专利201010547623.2利用紫花苜蓿、丛枝菌根和芽孢杆菌，结合表面活性剂鼠李糖脂实现了土壤中PAHs的降解。尽管微生物、植物能够去除土壤中的PAHs，但此类技术只适合于农田低浓度PAHs污染土壤的修复，且修复周期较长，不适合短时间内修复高浓度PAHs场地污染土壤的修复。另外，土壤淋洗只能实现PAHs转移，洗脱液需要二次处理，成本较高。亟需开发针对PAHs污染场地土壤的高效修复技术。

化学氧化技术为高浓度有机污染场地的修复提供了新的契机，其主要机制是通过氧化剂直接氧化或诱发自由基的链式反应来实现对污染物的降解，常用的氧化剂有Fenton试剂、臭氧和过硫酸盐等。但不同类型氧化剂和自由基对不同类型污染物的反应活性差异较大，考虑到在实际场地污染土壤的差异性较大，必须开发针对不同类型污染物和土壤性质的药剂配方。目前，国内外已经一些利用化学氧化技术降解PAHs的基础研究，但大多研究都集中在水溶液体系或实验室尺度的研究，结果很难推广到实际应用中。更重要的是利用高活性纳米材料耦合过硫酸盐来实现土壤中和中试尺度上PAHs的修复的研究还没有。

发明内容

解决的技术问题：本发明针对高浓度多环芳烃场地污染土壤修复的重大需求，开展了中试尺度上微纳米铁片活化过硫酸钠原位修复PAHs污染场地土壤的工程示范，提供一种原位修复高浓度多环芳烃污染土壤的药剂及其应用，用于高效修复高浓度PAHs污染场地。

技术方案：一种原位修复高浓度多环芳烃污染土壤的药剂，有效成分为微纳米铁片和过硫酸钠。

优选的，上述原位修复高浓度多环芳烃污染土壤的药剂由微纳米铁片和过硫酸钠组成。

优选的，上述微纳米铁片和过硫酸钠的摩尔比例为1:20～2:1。