用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑及其配制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及表面活性劑，旨在提供用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑及其配制方法。該用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑的配制方法，包括步驟：進行正交實驗確定最佳實驗條件；在確定的最佳實驗條件下，分別進行如下單一脫附劑和復(fù)合型脫附劑對柴油脫附效果的比較實驗，選出土壤的柴油脫附率最高的一組，該組的復(fù)合型脫附劑即為用于處理柴油污染土壤的新型復(fù)合型脫附劑，由十二烷基硫酸鈉、皂角苷、硅酸鈉和水組成。本發(fā)明的新型脫附劑不僅具有范圍廣、處理效率高、原料廣泛而廉價等特點，同時也兼具對環(huán)境友好的特點，適用于推廣使用。采用該新型脫附劑對柴油污染土壤進行處理，不僅能降低了對土壤的二次污染，而且具有較高的柴油脫附率。
【專利說明】 用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑及其配制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于表面活性劑，特別涉及用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑及其配制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油廣泛用于大型車輛、船艦，作為一種重要的石油產(chǎn)品，柴油將發(fā)揮越發(fā)重要的作用。但在柴油的加工、使用及運輸過程中不可避免的會造成溢灑及泄漏事故，是造成土壤污染的主要污染物。柴油污染嚴重破壞土壤環(huán)境，威脅地下水安全以至影響人體健康。柴油類污染物多屬于疏水性有機污染物(H0C)，能長時間地存在于土壤基質(zhì)中，且釋放非常緩慢。目前國內(nèi)外處理柴油污染土壤采用過物理類方法、生物類方法等。其中物理方法簡單易行，但不能從根本上減少污染，而且容易造成土壤的二次污染。生物類方法對環(huán)境友好程度高，但是該方法須優(yōu)化選種，受生長周期限制明顯。當(dāng)前，化學(xué)類方法中關(guān)于表面活性劑修復(fù)柴油污染土壤的方法得到了廣泛的研究。
[0003]近年來，關(guān)于柴油污染土壤的研究越來越多，人們除了希望使用的表面活性劑能降低柴油污染的程度，更多地開始關(guān)注使用的表面活性劑對土壤的二次污染。目前修復(fù)柴油污染土壤的表面活性劑主要有陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑以及陰-非復(fù)合表面活性劑。不同的表面活性劑在土壤中具有不同的特性。其中陽離子表面活性劑因土壤帶負電荷而易被土壤吸附，大大降低其修復(fù)效率，所以采用陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑。陰離子表面活性劑溶解性好，易于降解，但容易與土壤中的二價陽離子(Ca2+、Mg2+)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，降低了修復(fù)的效率。非離子表面活性劑有更強的增容能力，但在土壤上吸附損失較為嚴重，同樣降低了修復(fù)的效率。而陰離子-非離子復(fù)合表面活性劑具有較高的洗脫效率，而且陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑的配比能有效的改善土壤對非離子表面活性劑的吸附，但是長期使用仍然會有引入較多污染物，造成土壤二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能夠提高柴油脫附率的同時，又能減少環(huán)境污染的新型表面活性劑及其配制方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的解決方案是:
[0005]提供用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑的配制方法，具體包括以下步驟:
[0006]步驟A:進行正交實驗確定最佳實驗條件:取至少9組相同且等量的被柴油污染的土壤，且每組土壤的柴油含量相同，每組土壤用相同且等量的脫附劑來進行土壤脫附柴油實驗，根據(jù)助劑濃度、溫度和震蕩時間來進行正交實驗設(shè)計；其中，助劑濃度是指實驗中加入的助劑在超純水、助劑和脫附劑的混合溶液中的濃度，溫度是指實驗中需要被震蕩的物質(zhì)進行震蕩操作時的溫度，震蕩時間是指實驗中的震蕩時間，脫附劑采用任意一種能用于柴油污染土壤中柴油脫附的脫附劑；實驗結(jié)束后，選出土壤的柴油脫附率最高的一組，將該組的助劑濃度、溫度和震蕩時間確定為最佳實驗條件；
[0007]步驟B:在步驟A中確定的最佳實驗條件下，并確定至少3個比較濃度值，分別進行如下脫附劑對柴油脫附效果的比較實驗:
[0008]a:取至少6組相同且等量的被柴油污染的土壤，根據(jù)確定的比較濃度值，分別采用溶液濃度為比較濃度值的十二烷基硫酸鈉(SDS)、TX-100，進行單一脫附劑的土壤脫附柴油實驗，記錄各組實驗結(jié)束后的土壤柴油脫附率；
[0009]b:取至少9組相同且等量的被柴油污染的土壤，根據(jù)確定的比較濃度值，分別采用溶液濃度為比較濃度值的復(fù)合型脫附劑，進行土壤脫附柴油實驗，其中復(fù)合型脫附劑是指:十二烷基硫酸鈉和TX-100的質(zhì)量比為5: 5的復(fù)合型脫附劑、十二烷基硫酸鈉和皂角苷(Saponin)的質(zhì)量比為5: 5的復(fù)合型脫附劑、TX-100和皂角苷的質(zhì)量比為5: 5的復(fù)合型脫附劑，并記錄各組實驗結(jié)束后的土壤柴油脫附率；
[0010]C:取至少9組相同且等量的被柴油污染的土壤，根據(jù)確定的比較濃度值，分別采用溶液濃度為比較濃度值的復(fù)合型脫附劑，進行土壤脫附柴油實驗，其中復(fù)合型脫附劑是指:十二烷基硫酸鈉和TX-100的質(zhì)量比為6: 4的復(fù)合型脫附劑、十二烷基硫酸鈉和皂角苷的質(zhì)量比為6: 4的復(fù)合型脫附劑、TX-100和皂角苷的質(zhì)量比為6: 4的復(fù)合型脫附劑，并記錄各組實驗結(jié)束后的土壤柴油脫附率；
[0011]d:取至少9組相同且等量的被柴油污染的土壤，根據(jù)確定的比較濃度值，分別采用溶液濃度為比較濃度值的復(fù)合型脫附劑，進行土壤脫附柴油實驗，其中復(fù)合型脫附劑是指:十二烷基硫酸鈉和TX-100的質(zhì)量比為8: 2的復(fù)合型脫附劑、十二烷基硫酸鈉和皂角苷的質(zhì)量比為8: 2的復(fù)合型脫附劑、TX-100和皂角苷的質(zhì)量比為8: 2的復(fù)合型脫附劑，并記錄各組實驗結(jié)束后的土壤柴油脫附率；
[0012]步驟C:比較步驟B中的各組實驗結(jié)束后的土壤柴油脫附率，選出土壤的柴油脫附率最高的一組，該組的復(fù)合型脫附劑的組成、組成質(zhì)量比和濃度，即為用于處理柴油污染土壤的新型復(fù)合型脫附劑的配制結(jié)果；
[0013]所述土壤脫附柴油實驗的操作步驟包括:取被柴油污染的土壤、超純水、助劑和脫附劑加入到塑料離心管中，在臺式震蕩器中進行震蕩，然后在離心機中以3000r/min離心IOmin,棄去液相得到土壤，將土壤放在烘箱中以70°C烘干；稱取烘干后的土壤于玻璃離心管中，添加三氯甲燒，使土壤和三氯甲烷的比例為2g:10mL，在50°C下以50KHz功率的超聲萃取20min,然后以3000r/min離心20min得到上清液和土壤沉淀,取土壤沉淀再次添加三氯甲烷，使土壤沉淀和三氯甲烷的比例為2g:10mL，在50°C下以50KHz功率的超聲萃取20min,然后以3000r/min離心20min得到上清液和土壤沉淀；將兩次離心得到的上清液合并于三角瓶中，再在70°C下水浴加熱除去三氯甲烷即得到柴油，將柴油冷卻至室溫，稱量柴油的質(zhì)量，根據(jù)原來被柴油污染的土壤中的柴油含量，計算得到柴油脫附率。
[0014]作為進一步的改進，所述步驟A中，采用助劑濃度lg/L、3g/L、5g/L，溫度50°C、60°C、70°C,震蕩時間40min、50min、60min,進行正交實驗設(shè)計。
[0015]作為進一步的改進，所述步驟A中確定的最佳實驗條件為助劑濃度為5g/L，溫度為70°C，震蕩時間為50min。
[0016]作為進一步的改進，所述助劑是硅酸鈉。
[0017]作為進一步的改進,所述步驟B中的比較濃度值是lg/L、3g/L、5g/L。[0018]提供基于所述的配制方法配制的用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑，包括十二烷基硫酸鈉，所述用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑由十二烷基硫酸鈉、皂角苷、硅酸鈉和水組成，十二烷基硫酸鈉與皂角苷的質(zhì)量比為5:5，十二烷基硫酸鈉的濃度為0.5g/L，皂角苷的濃度為0.5g/L，硅酸鈉濃度為5g/L。
[0019]作為進一步的改進，所述皂角苷的熔點為193°C，密度為1.015g/L，易溶于水。
[0020]作為進一步的改進，所述用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑密度為0.88g/mL,臨界膠束濃度，即CMC為7.01mM/L。
[0021 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0022]本發(fā)明配制的的新型脫附劑不僅具有范圍廣、處理效率高、原料廣泛而廉價等特點，同時也兼具對環(huán)境友好的特點，適用于推廣使用。采用該新型脫附劑對柴油污染土壤進行處理，不僅能降低了對土壤的二次污染，而且具有較高的柴油脫附率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為單一脫附劑對柴油的脫附效果圖。
[0024]圖2為質(zhì)量比為6:4時復(fù)合型脫附劑對柴油的脫附效果圖。
[0025]圖3為質(zhì)量比5:5時復(fù)合型脫附劑對柴油的脫附效果圖。
[0026]圖4為質(zhì)量比為8:2時復(fù)合型脫附劑對柴油的脫附效果圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述:
[0028]用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑的配制方法，具體包括以下步驟:
[0029]步驟A:進行正交實驗確定最佳實驗條件:取9組相同且等量的被柴油污染的土壤，每組土壤用相同且等量的脫附劑來進行土壤脫附柴油實驗，根據(jù)助劑濃度lg/L、3g/L、5g/L，溫度50°C、60°C、7(TC，震蕩時間40min、50min、60min，來進行正交實驗設(shè)計，其中助劑是硅酸鈉，溶劑采用超純水，采用超純水配制溶液可以減少實驗誤差和實驗次數(shù)，而且使實驗數(shù)據(jù)更具說服力。
[0030]土壤脫附柴油實驗的操作步驟包括:取被柴油污染的土壤、超純水、助劑和脫附劑加入到塑料離心管中，在臺式震蕩器中進行震蕩，然后在離心機中以3000r/min離心IOmin,棄去液相得到土壤，將土壤放在烘箱中以70°C烘干；稱取烘干后的土壤于玻璃離心管中，添加三氯甲燒，使土壤和三氯甲烷的比例為2g:10mL，在50°C下以50KHz功率的超聲萃取20min,然后以3000r/min離心20min得到上清液和土壤沉淀,取土壤沉淀再次添加三氯甲燒，使土壤沉淀和三氯甲烷的比例為2g:10mL，在50°C下以50KHz功率的超聲萃取20min,然后以3000r/min離心20min得到上清液和土壤沉淀；將兩次離心得到的上清液合并于三角瓶中，再在70°C下水浴加熱除去三氯甲烷即得到柴油，將柴油冷卻至室溫，稱量柴油的質(zhì)量，根據(jù)原來被柴油污染的土壤中的柴油含量，計算得到柴油脫附率。
[0031]實驗結(jié)束后，選出土壤的柴油脫油率最高的一組，將該組的助劑濃度、溫度和震蕩時間確定為最佳實驗條件。具體實驗結(jié)果可見下表I的正交實驗結(jié)果。
[0032]表I正交實驗結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑的配制方法，其特征在于，具體包括以下步驟: 步驟A:進行正交實驗確定最佳實驗條件:取至少9組相同且等量的被柴油污染的土壤，且每組土壤的柴油含量相同，每組土壤用相同且等量的脫附劑來進行土壤脫附柴油實驗，根據(jù)助劑濃度、溫度和震蕩時間來進行正交實驗設(shè)計；其中，助劑濃度是指實驗中加入的助劑在超純水、助劑和脫附劑的混合溶液中的濃度，溫度是指實驗中需要被震蕩的物質(zhì)進行震蕩操作時的溫度，震蕩時間是指實驗中的震蕩時間，脫附劑采用任意一種能用于柴油污染土壤中柴油脫附的脫附劑；實驗結(jié)束后，選出土壤的柴油脫附率最高的一組，將該組的助劑濃度、溫度和震蕩時間確定為最佳實驗條件； 步驟B:在步驟A中確定的最佳實驗條件下，并確定至少3個比較濃度值，分別進行如下脫附劑對柴油脫附效果的比較實驗: a:取至少6組相同且等量的被柴油污染的土壤，根據(jù)確定的比較濃度值，分別采用溶液濃度為比較濃度值的十二烷基硫酸鈉、TX-100，進行單一脫附劑的土壤脫附柴油實驗，記錄各組實驗結(jié)束后的土壤柴油脫附率； b:取至少9組相同且等量的被柴油污染的土壤，根據(jù)確定的比較濃度值，分別采用溶液濃度為比較濃度值的復(fù)合型脫附劑，進行土壤脫附柴油實驗，其中復(fù)合型脫附劑是指:十二烷基硫酸鈉和TX-1OO的質(zhì)量比為5: 5的復(fù)合型脫附劑、十二烷基硫酸鈉和皂角苷的質(zhì)量比為5: 5的復(fù)合型脫附劑、TX-100和皂角苷的質(zhì)量比為5: 5的復(fù)合型脫附劑，并記錄各組實驗結(jié)束后的土壤柴油脫附率； c:取至少9組相同且等量的被柴油污染的土壤，根據(jù)確定的比較濃度值，分別采用溶液濃度為比較濃度值的復(fù)合型脫附劑，進行土壤脫附柴油實驗，其中復(fù)合型脫附劑是指:十二烷基硫酸鈉和TX-100的質(zhì)量比為6: 4的復(fù)合型脫附劑、十二烷基硫酸鈉和皂角苷的質(zhì)量比為6: 4的復(fù)合型脫附劑、TX-100和皂角苷的質(zhì)量比為6: 4的復(fù)合型脫附劑，并記錄各組實驗結(jié)束后的土壤柴油脫附率； d:取至少9組相同且等量的被柴油污染的土壤，根據(jù)確定的比較濃度值，分別采用溶液濃度為比較濃度值的復(fù)合型脫附劑，進行土壤脫附柴油實驗，其中復(fù)合型脫附劑是指:十二烷基硫酸鈉和TX-100的質(zhì)量比為8: 2的復(fù)合型脫附劑、十二烷基硫酸鈉和皂角苷的質(zhì)量比為8: 2的復(fù)合型脫附劑、TX-100和皂角苷的質(zhì)量比為8: 2的復(fù)合型脫附劑，并記錄各組實驗結(jié)束后的土壤柴油脫附率； 步驟C:比較步驟B中的各組實驗結(jié)束后的土壤柴油脫附率，選出土壤的柴油脫附率最高的一組，該組的復(fù)合型脫附劑的組成、組成質(zhì)量比和濃度，即為用于處理柴油污染土壤的新型復(fù)合型脫附劑的配制結(jié)果； 所述土壤脫附柴油實驗的操作步驟包括:取被柴油污染的土壤、超純水、助劑和脫附劑加入到塑料離心管中，在臺式震蕩器中進行震蕩，然后在離心機中以3000r/min離心IOmin,棄去液相得到土壤，將土壤放在烘箱中以70°C烘干；稱取烘干后的土壤于玻璃離心管中，添加三氯甲烷，使土壤和三氯甲烷的比例為2g:10mL，在50°C下以50KHz功率的超聲萃取20min,然后以3000r/min離心20min得到上清液和土壤沉淀,取土壤沉淀再次添加三氯甲燒，使土壤沉淀和三氯甲烷的比例為2g:10mL，在50°C下以50KHz功率的超聲萃取20min,然后以3000r/min離心20min得到上清液和土壤沉淀；將兩次離心得到的上清液合并于三角瓶中，再在70°C下水浴加熱除去三氯甲烷即得到柴油，將柴油冷卻至室溫，稱量柴油的質(zhì)量，根據(jù)原來被柴油污染的土壤中的柴油含量，計算得到柴油脫附率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑的配制方法，其特征在于，所述步驟A中，采用助劑濃度lg/L、3g/L、5g/L，溫度50°C、60°C、70°C，震蕩時間40min、50min、60min,進行正交實驗設(shè)計。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑的配制方法，其特征在于，所述步驟A中確定的最佳實驗條件為助劑濃度為5g/L，溫度為70°C，震蕩時間為50min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑的配制方法，其特征在于，所述助劑是硅酸鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑的配制方法，其特征在于，所述步驟B中的比較濃度值是lg/L、3g/L、5g/L。
6.基于權(quán)利要求1所述的配制方法配制的用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑，包括十二烷基硫酸鈉，其特征在于，所述用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑由十二烷基硫酸鈉、皂角苷、硅酸鈉和水組成，十二烷基硫酸鈉與皂角苷的質(zhì)量比為5:5，十二烷基硫酸鈉的濃度為0.5g/L，皂角苷的濃度為0.5g/L， 硅酸鈉濃度為5g/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑，其特征在于，所述皂角苷的熔點為193°C，密度為1.015g/L，易溶于水。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑，其特征在于，所述用于處理柴油污染土壤的新型脫附劑密度為0.88g/mL,臨界膠束濃度，即CMC為7.0lmM/L。
【文檔編號】B09C1/08GK103599924SQ201310628962
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】李廷強, 陸凡, 陶琦, 梁成鳳 申請人:浙江大學(xué)