石油土壤修复方法——复合活化方式激活过硫酸

　　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。

　　土壤修复设备厂家郑州德森环境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。

　　1、一种石油污染土壤的修复方法，包括下列步骤 ：

　　向待修复的土壤中加入可溶性亚铁溶液和过硫酸盐溶液，混合均匀，再用紫外光照射所述待修复的土壤，再分离水溶液，完成修复。

　　上述修复方法将亚铁离子和紫外光结合起来激活过硫酸盐，使其生成更多的·SO4-自由基，并表现出更高的氧化还原电位，从而提高对石油污染物的去除率，缩短修复周期。

　　另外，由于上述修复方法中的复合活法方式激活的·SO4-自由基的亲电性更强，因此，当芳香族分子连有氨基 (— NH2)、羟基 (— OH) 和烷氧基 (— OR) 等供电子基团 ( 即石油成分 ) 时，·SO4-与其反应的速率增加 ；而当芳香族分子有硝基 (— NO 2) 和碳酰基 (C ＝ O)等吸电子基团 ( 即土壤自身成分 ) 时，则会降低反应的速率。即·SO4-自由基与石油成分、土壤自身成分这两类物质反应时的速率差异更显著，因此，相比传统方式活化的SO4-自由基，本发明的自由基对石油类污染物的氧化选择性更高。

　　优选地，所述待修复的土壤中的石油、所述可溶性亚铁溶液中的亚铁离子和所述过硫酸盐溶液中的过硫酸盐之间的重量配比为 ：4-8:0.08-0.31:10-25。

　　亚铁离子、过硫酸盐的加入量对修复效果有至关重要的影响，当亚铁离子过量时，将直接与活化产生的硫酸根自由基反应，不利于硫酸根自由基的生成。当过硫酸盐过量时本身会消耗硫酸根自由基，体系中产生的硫酸根自由基会发生自淬灭。以上两种反应物与是由以 4-8:0.08-0.31:10-25 比例反应时，既可以保证·SO4-自由基的生成量保持最佳水平，又可以避免反应物过多带来的不利影响。另外，石油、亚铁离子和过硫酸盐之间的重量配比更优选为 ：4-8:0.08-0.25:10-20。

　　优选地，所述可溶性亚铁为硫酸亚铁。硫酸亚铁除了提供化学氧化修复必须的亚铁离子外，还引入了硫酸根离子，由于硫酸根离子是土壤中常见的营养成分，因此加入硫酸亚铁不会引入外源污染物。

　　优选地，所述紫外光为短波紫外光 ( 波长＜ 270nm)。相比其它波长，采用短波紫外光 ( 波长＜ 270nm) 激活过硫酸盐效果最好。更优选采用 253nm 的紫外光。

　　优选地，向待修复的土壤中加入可溶性亚铁溶液和过硫酸盐溶液，混合均匀的方法进一步为 ：

　　先向待修复的土壤中加入可溶性亚铁溶液搅拌均匀，再加入过硫酸盐溶液搅拌均匀。

　　采用以上加入顺序可以避免过硫酸盐直接氧化石油浪费过多的过硫酸盐，保证过硫酸盐最大程度地全部转化为·SO4-自由基。

　　优选地，所述紫外光照射的时间为 5-10 天。

　　光照 5-10 天，·SO4-自由基生成量接近饱和，也不会对土壤中的其它营养成分造成破坏。

　　优选地，加入可溶性亚铁溶液后搅拌的方法为 ：在 100-120转 /分钟的转速下搅拌混合 20-30min。

　　在 100-120 转 / 分钟的转速下搅拌混合 20-30min 可以保证可溶性亚铁溶液充分渗入土壤，以便后续的反应能快速进行。

　　同样为了保证过硫酸盐溶液充分渗入土壤，加入过硫酸盐溶液后搅拌的方法为 ：在 100-120 转 / 分钟的转速下搅拌混合 40-60min。

　　优选地，所述可溶性亚铁溶液的固液质量比为 1-1.2:1。

　　1-1.2:1 的固液比既可以保证反应物在水相介质中有充分的接触面积，有较高的反应速率，又可以避免引入过多的水后会排放出过多的污水，造成环境污染。

　　同样，在加入过硫酸盐溶液时，也适宜采用以下固液质量比 ：所述过硫酸盐溶液的固液质量比为 1-1.2:1。

　　优选地，在紫外光照射过程中不断搅拌，以促进活化反应，提高石油污染物的去除率。

　　优选地，修复为异位修复时，最后可采用过滤的方法分离水溶液。

　　2、与现有技术相比，本发明的有益效果为 ：

　　(1) 采用亚铁离子和紫外光双重活化的方式激活过硫酸盐生成·SO4-。

　　(2) 双重活化方式提高了石油去除率、氧化选择性，缩短了修复时间短。

　　(3) 反应物以合适的固液比引入土壤中，提高了反应速率，降低了修复后污染物的排放量。