一種土壤中苯并[a]芘的洗脫劑及其洗脫方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于土壤有機污染處理技術領域，具體涉及一種土壤中苯并[a]芘的洗脫劑及其洗脫方法。
【背景技術】
[0002]近年來，伴隨著化石燃料的使用及能源消耗的加劇，大量的多環(huán)芳烴類(PAHs)污染物通過各種途徑排放到環(huán)境中。據預測，我國目前PAHs的年排放量在1000t以上，大氣、土壤、水體甚至食品中都檢測到該類污染物的存在，尤其在土壤中含量較高，對農產品質量及人群健康造成潛在的威脅。在眾多的PAHs污染物中，具有5個芳香環(huán)結構的苯并[a]花危害最大，已被證明具有很強的“三致效應”，其致癌毒性占PAHs總致癌性的50%以上，已被美國環(huán)保局列為優(yōu)先控制的有毒有機污染物黑名單。苯并[a]芘極不易溶于水，難降解性強，在土壤中可長期殘留。因此，及時開發(fā)高效、快速的苯并[a]芘污染土壤的修復治理技術十分必要。苯并[a]花的生物降解研宄已有開展，但疏水性的苯并[a]花在土壤中極易被土壤顆粒物牢固吸附，生物可利用性差，微生物難以降解，成為限制生物修復效率的主要因素之一。如何促使苯并[a]芘從土壤上解吸下來，提高其在土壤液相中的溶解度，成為提高苯并[a]芘污染土壤修復效率的關鍵因素。
[0003]近年來，利用表面活性劑洗脫土壤中疏水性有機污染物得到國內外廣泛的關注。表面活性劑分子具有親水和親油的雙重特性，可通過降低水土界面間的表面張力增強污染物的流動性，也可形成膠束以增加疏水性有機物的水溶性，進而促進有機物從土壤向液相釋放，提高其生物可利用性，達到清除土壤污染的目的。該技術能短時間內快速、高效凈化高濃度的土壤污染，而且處理費用較為低廉，被認為是最具潛力的土壤修復技術。目前，該技術中多采用單一表面活性劑進行淋洗修復，但研宄表明單一表面活性劑洗脫修復技術存在一些不足，如陰離子表面活性劑的沉淀損失會降低洗脫修復效率，增加洗脫成本等。而陰-非離子組合表面活性劑對有機污染物具有協(xié)同增溶作用，并減少單一表面活性劑的吸附沉淀損失，改善洗脫修復的效果。國內開展的表面活性劑洗脫研宄多集中在菲、萘等低環(huán)PAHs污染土壤的修復中，但缺乏對苯并[a]芘等高分子PAHs污染土壤的洗脫修復技術的開發(fā)。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的旨在針對國內對苯并[a]芘污染土壤修復技術的需求，提供一種由陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑及無機鹽配制而成、能高效、快速修復苯并[a]芘污染土壤的洗脫劑。
[0005]為了實現上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案以實現:
[0006]本發(fā)明的土壤中苯并[a]芘的洗脫劑是由非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、無機鹽和溶劑組成，具體組成如下:非離子表面活性劑為TweenSO，陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸鈉，Tween80和十二烷基硫酸鈉的質量比為3?4:1，Tween80和十二烷基硫酸鈉在洗脫劑中的總濃度為4.0?5.0g/L，無機鹽為1(25103或K2CO3,1(25103或K2CO3在洗脫劑中的濃度為1.0g/L，溶劑為水。
[0007]作為優(yōu)選的技術方案之一:本發(fā)明的洗脫劑具體組成如下:Tween80在洗脫劑中的濃度為3.0g/L，十二烷基硫酸鈉在洗脫劑中的濃度為1.0g/L, K2S13在洗脫劑中的濃度為1.0g/L，溶劑為水。
[0008]作為優(yōu)選的技術方案之二:本發(fā)明的洗脫劑具體組成如下:Tween80在洗脫劑中的濃度為4.0g/L，十二烷基硫酸鈉在洗脫劑中的濃度為1.0g/L, K2S13在洗脫劑中的濃度為1.0g/L，溶劑為水。
[0009]作為優(yōu)選的技術方案之三:本發(fā)明的洗脫劑具體組成如下:Tween80在洗脫劑中的濃度為4.0g/L，十二烷基硫酸鈉在洗脫劑中的濃度為1.0g/L，K2CO3在洗脫劑中的濃度為1.0g/L，溶劑為水。
[0010]本發(fā)明的土壤中苯并[a]芘的洗脫劑對含有苯并[a]芘污染土壤的洗脫方法的具體步驟如下:
[0011](I)采集苯并[a]芘污染土壤后去除石塊、根莖雜質，風干后研磨并通過2mm的土壤篩；
[0012](2)將洗脫劑與污染土壤按照體積重比10?15: lml/g的比例進行混合；
[0013](3)將裝有水土混合體系的容器置于恒溫振蕩器中，在200r/min下振蕩處理，使洗脫液與污染土壤充分接觸，將洗脫溫度控制在25?30°C之間，洗脫時間為8?12小時，對于重污染土壤的洗脫可延長至24小時；
[0014](4)污染土壤進行振蕩洗脫后，將泥水混合物通過靜置分層、過濾，將水土分離，將分離出的土壤用去離子水替換洗脫劑在200r/min下恒溫振蕩洗脫2個小時，泥水分離后，將土壤自然風干用于污染場地的回填，洗脫液用絮凝劑處理以回收其中的表面活性劑，處理后的水相可重復使用；
[0015](5)對于苯并[a]芘污染歷史較長、污染濃度較高的老化土壤，可重復(2)、(3)步驟I?2次。
[0016]與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0017]1.本發(fā)明的土壤洗脫劑配方中所采用的表面活性劑增溶能力強、洗脫效果佳，對環(huán)境友好、而且TweenSO和SDS已經商品化生產，價格低廉，配方成本低。洗脫劑使用方法簡單易行，對設備要求不高，能耗少，操作方便。
[0018]2.本發(fā)明的土壤洗脫劑采用的表面活性劑為陰離子與非離子表面活性劑組合，可改善單一表面活性劑在應用中的不足。比如非離子表面活性劑可降低陰離子表面活性劑Krafft點，提高抗硬水能力，減少在土壤中的沉淀損失；而陰離子表面活性劑又能減少非離子表面活性劑在土壤礦物上的吸附損失，增加其有效濃度。
[0019]3.本發(fā)明的土壤洗脫劑中的無機鹽1(25103或K 20)3可以通過兩種機理提高洗脫效率:1)、與表面活性劑相互作用以降低疏水性有機物在液相中的界面張力，從而提高有機物向水相的迀移擴散能力；2)、通過水解產生的大量離子壓縮表面活性劑離子頭的離子氛厚度，促進膠束形成，進而提高增溶效果。此外，1(講03或1(20)3價格低廉，易得，且洗脫結束后大部分無機鹽可回收。而且即使進入土壤，K作為營養(yǎng)元素能增強土壤生物活性，Si為土壤礦物組成元素，不會給土壤帶來二次污染。
[0020]4.本發(fā)明的洗脫方法中最后用去離子水洗脫土壤，目的在于洗掉殘留在土壤中的表面活性劑等洗脫劑成分，以盡可能避免洗脫劑成分隨土壤進入到環(huán)境中。
【具體實施方式】
[0021]下面通過具體實施例對本發(fā)明進行進一步的闡述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內。
[0022]實施例1低濃度苯并[a]芘污染土壤的洗脫效果
[0023]土壤洗脫劑的成分為:3.0g/L 的 Tween80，1.0g/L 的 SDS，1.0g/L 的 K2S13,溶劑為水。
[0024]污染土壤的制備:將一定量的苯并[a]芘溶于二氯甲烷溶劑中使其充分溶解，并將其均勻噴灑到滅菌土壤中，室溫放置使土壤中有機溶劑揮發(fā)，加入無菌水使土壤含水量達到30%，制得濃度為1.24mg/kg的苯并[a]花模擬污染土壤，將其放置于無菌黑暗環(huán)境中老化I個月。
[0025]洗脫方法:準確稱取8.0g的苯并[a