[发明专利]一种利用激光高效修复土壤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤污染技术领域，具体涉及一种利用激光高效修复土壤的方法。

背景技术

据报道，目前进入环境的有毒化学品约一万种，而存在致癌、致畸和致突变的化学物质有上千种，环境中化学污染物以有机污染物为主，在环境检测中，我国提出了初步控制的68种优先污染物，其中有58种为有机污染物，有机污染物具有浓度低毒性大等特点。为了解有机污染物在环境中的迁移、转化规律，在人体和生物体内的积累及生物效应，毒性、活性与结构关系，降解残留的水平等，则必须对环境中的有机污染物进行分析测定。

目前针对固态介质中有机污染物的调查研究，一般是针对某一、两类物质进行研究和分析，许行义等对土壤中的有机氯农药残留前处理方法进行研究，但该前处理方法仅涉及土壤中六六六，滴滴涕等有机氯农药。

郭峰洲对土壤中多种有机物的前处理方法进行了研究，完成土壤有机物的全分析，但该方法针对不同种类的有机物采用不同的萃取剂，萃取浓缩后又分别采用不同的净化方法，该方法易导致有机组分间可比性差，综合评估困难等缺陷。

公开号为CN105910871B的中国专利公开了一种土壤或沉积物中多种有机污染物的前处理方法，包括以下步骤：1S制备分析样品：冷冻干燥土壤或沉积物，干燥后研磨或粉碎所述土壤或沉积物，过筛制得分析样品；2S提取有机污染物：使用有机溶剂萃取所述步骤1S中所述分析样品，充分提取有机污染物，浓缩萃取液制得提取液；3S制备层析柱：采用湿法装柱法装填硅胶/氧化铝复合层析柱，层析柱从上到下依次为无水硫酸钠层、氧化铝层和硅胶层，且柱内填充紧实无气泡；所述层析柱内径为8～16mm，并且装填的氧化铝与硅胶的体积比为1:2；4S逐级分离有机污染物：将步骤2S中所述提取液加入到步骤3S所述层析柱中进行分离，依次使用体积为20～80ml的七份不同的洗脱剂进行连续洗脱，其中，对应的七份洗脱剂依次为正己烷、体积比为3:1的正己烷/二氯甲烷、体积比为1.5:1的正己烷/二氯甲烷、体积比为7:13的正己烷/二氯甲烷、体积比为1:4的正己烷/二氯甲烷、二氯甲烷、体积比为4:1的二氯甲烷/丙酮，其中，控制洗脱剂流出速率为2～4ml/min。

综上，目前主要的有机污染物污染土壤的修复技术有生物修复、化学修复、物理修复等，比较而言，物理修复或化学修复有着更广泛的适用性，特别适用于高浓度、多组分有机污染场地。目前常见的清除土壤中的有机污染物的效果差。利用激光的高能可以将土壤中的污染物分解去除，但由于激光难以连续处理土壤，长时间照射土壤会造成土壤粘结，而时间过短则难以有效将土壤中的有机污染物分解。因此提升激光处理土壤的效能使将激光应用于土壤修复的关键。

发明内容

针对目前激光修复土壤效能低的缺陷，本发明提出一种利用激光高效修复土壤的方法，该方法具有对土壤污染物的清洁效果好，清洁成本低的特点。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种利用激光高效修复土壤的方法，包括以下步骤：

（1）收集土壤，并进行球磨；

（2）将球磨后的土壤与水混合均匀形成膏状物；

（3）将膏状物投入同向啮合螺杆机中，螺杆机由进料端向出料端依次设置分散取向段、剪切剥离段，螺杆以100~1200r/min的转速旋转时，在分散取向段，膏状物沿螺杆旋转方向均匀分散开，形成片形的取向，使土壤中的有机物充分暴露，并逐渐向前输送，在剪切剥离段活化土壤；

（4）对步骤（3）活化的土壤通过辊筒连续压成薄片，在连续输送中进行激光照射，从而使土壤中的有机污染物分解，得到修复的土壤。

本发明中，首先将污染土壤收集起来，进行高能球磨处理，将土壤和土壤污染物细化，便于后期将土壤和土壤污染物分离；通过利用同向啮合螺杆机的高剪切特性，将土壤在膏状条件下剪切分散，体使土壤中的有机物充分暴露，并通过辊筒连续压成薄片，在连续输送中进行激光照射，从而使土壤中的有机污染物分解，得到修复的土壤。大幅提高了激光修复土壤的效率。克服了固定照射土壤易导致土壤粘结的缺陷。

由于激光具有很高的能够，对污染物进行照射后，可以将污染物分解，从而达到有效清除污染物的作用，且清除效率高、成本较低，并且利用该方法可以使得土壤分散均匀、无硬团聚。

根据本发明，本发明中通过球磨将土壤进行细化，本发明对球磨的工艺没有特殊的要求，可以为所属领域技术人员所知，优选条件下，在步骤（1）中，所述球磨工艺为：将土壤置于球磨机中，球磨机公转转速为400~1200r/min，球磨自传转速与公转转速的比例2∶1，球磨时间为30~90min。