[发明专利]铁调控钝化SOM定向氧化土壤中原油的方法及钝化土壤

说明书

本发明公开了一种铁调控钝化SOM定向氧化土壤中原油的方法及钝化土壤，包括以下步骤钝化含油土壤有机质：将含油土壤、二价铁盐、钝化剂和水混合均匀，振荡钝化，得到钝化SOM含油土壤；将钝化SOM含油土壤与氧化剂和水混合，连续振荡氧化反应，即完成铁调控钝化SOM定向氧化土壤中原油的过程。本发明通过铁调控钝化SOM定向氧化土壤中蛋白质Ⅰ消耗自由基量、蛋白质Ⅱ消耗自由基量和官能团C＝O消耗量；定向氧化量高达3100mg/kg。提高·OH直接氧化原油的效率。

技术领域

本发明属于原位化学氧化土壤修复领域，涉及一种铁钝化土壤有机质(SOM)定向氧化土壤中原油的方法及钝化SOM含油土壤。

背景技术

对于中国的产油区，石油引起的污染越来越严重。芬顿氧化法是通过Fe²⁺和过氧化氢(H₂O₂)反应可生成标准电极电位很高(2.80V)的羟基自由基(·OH)来对污染物进行氧化去除。由于·OH的氧化性强，对污染物的氧化去除也没有选择性，可以有效地降解多种有机污染物。因此芬顿氧化已成为最常用的原位化学氧化(ISCO)修复技术之一。

然而，芬顿氧化过程中羟基自由基氧化污染物是没有选择性的。羟基自由基会氧化各种污染物，造成·OH利用效率不高，因此导致石油氧化效率低。有学者研究，芬顿氧化后，土壤有机质(SOM)的去除量为3000mg/kg，是石油烃(50mg/kg)去除量的60倍，此时SOM占·OH分配比为98％，这说明有机质比石油烃更易消耗羟基自由基。另外，有学者研究，当Fe²⁺浓度从2.9mmol/L增加到8.7mmol/L，石油烃的氧化量从2078mg/kg增加到3732mg/kg，而SOM的氧化量从2686mg/kg增加到了7387mg/kg。可见，提高铁催化剂浓度后，石油烃的氧化量增加了1.8倍，但SOM的氧化量却增加了2.8倍，SOM消耗了大量的羟基自由基，这不仅没有使羟基自由基被有效地用来氧化石油烃，还增加了额外的费用，降低了经济效益。这些研究结果都显示芬顿氧化后，SOM消耗大量的自由基，导致石油烃的氧化量较低。可见，现有的方法不能从根本上解决SOM消耗大量羟基自由基的问题。

如何设计出一种降低SOM对羟基自由基的消耗，即SOM钝化，让更多的羟基自由基定向用于氧化去除石油烃，从而提高石油烃的化学氧化量是亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，减少SOM消耗·OH的量，本发明的目的在于提供一种铁调控钝化SOM定向氧化土壤中原油的方法，本发明通过铁调控钝化SOM减少土壤中蛋白质Ⅰ消耗自由基量、蛋白质Ⅱ消耗自由基量和官能团C＝O消耗量；提高氧化土壤中原油的效率。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种铁调控钝化SOM定向氧化土壤中原油的方法，包括以下步骤：

1)钝化SOM含油土壤：

按照质量比将含油土壤、二价铁盐、钝化剂和水(50～100)：(0.1～0.3)：(0.5～2.0)：(50～70)混合均匀，控制pH为7，常温下振荡钝化，过滤、离心，滤出物冷冻、干燥；得到钝化SOM含油土壤；

2)将步骤1)得到的钝化SOM含油土壤与氧化剂和水按照质量比(40-60)：(0.4-0.5)：(60-100)进行混合，置于振荡器上连续振荡氧化反应，常温条件下反应24～48h，即完成铁调控钝化SOM定向氧化土壤中原油的过程。

进一步，所述二价铁盐为FeSO₄或FeCl₂；二价铁盐摩尔浓度为2.9～8.7mmol/L。

进一步，所述钝化剂为双氧水或氢氧化钠；钝化剂摩尔浓度为25～100mmol/L。

进一步，所述步骤1)中，在转速130～140r/min振荡反应24～48h，所述滤出物于-50℃冷冻干燥。