[发明专利]一种处理高浓度有机磷农药污染土壤的组合物及其应用

说明书

一种处理高浓度有机磷农药污染土壤的组合物及其应用，本发明利用碱活化过硫酸钠产生强氧化性的硫酸根自由基和羟基，能够有效降解场地土壤中高浓度的有机磷农药（约30000 mg/kg）。此外，单独碱作用下，只能实现高浓度有机农药的快速水解，而加入过硫酸钠后能够有效地矿化土壤中的有机磷农药。相比较碱活化过硫酸钠体系而言，其他活化体系如亚铁活化过硫酸钠、芬顿试剂对此高浓度的有机磷农药的处理效果较差。该方法适合于高浓度有机磷农药污染土壤的处理，具有效率高、操作方便、环境友好、成本低等优点，为修复高浓度有机磷农药场地污染土壤提供了广阔的前景。

技术领域

本发明属于土壤污染修复技术领域，具体涉及一种快速处理高浓度有机磷农药污染土壤的组合物及其应用。

背景技术

随着国家“退二进三”和“退城进园”政策的实施，大量的化工厂搬迁出主城区，导致城市中出现了大量的重污染场地。如江苏省内2000年～2005年间，400多家化工企业撤离，关停小化工厂1000多家，2010年置换土地30多万亩，同时广州、上海和重庆等地搬离主城区的化工企业数百余家。企业虽然搬迁，但这些化工企业对土壤和地下水造成的污染却长期存在，政府在对这些土壤进行再开发利用时，必须进行土壤的有效修复，消除其生态环境风险，因此，大量的重污染场地亟待修复。目前，常用的修复技术有土壤气相抽提(SVE)、热解吸、常温解吸、化学氧化还原、微生物修复和水泥窑焚烧固化，且针对不同的污染物类型，上述修复方法有不同的适用范围。如热脱附技术在处理挥发性有机物(VOCs)、半挥发性有机物(SVOCs)、持久性有机污染物等是有效的，可用于土壤、泥浆、沉淀物、滤饼等物料的污染处理；SVE技术适用于处置粘性较小，渗透系数较好的VOCs(苯、二甲苯、氯苯、氯仿)污染土壤的修复；微生物修复适合低浓度有机污染农田的修复。尽管如此，现有的修复技术并不能满足现实的需要，因此，开发快速有效、低成本和环境友好的土壤污染修复技术迫在眉睫。

基于过硫酸盐的高级氧化是近些年发展起来的广泛应用于原位修复地下水的新技术。过硫酸盐是一种强氧化剂，具有较高的氧化还原电位(标准电极电势E⁰＝2.01V)，能直接的氧化降解污染物，更重要的是，过硫酸盐可以通过不同的方式如热、光辐射、过渡金属离子、过氧化氢和碱(pH>11.0)等来活化产生硫酸根自由基，其具有更强的氧化性(E⁰＝2.6～3.0V)，能间接的氧化降解污染物。因此，基于过硫酸盐的氧化被广泛的应用于氯酚、石油烃、氯代有机物和农药，甚至一些多氯联苯和全氟化合物的降解。与传统基于羟基自由基的土壤修复技术如芬顿试剂和臭氧氧化等相比，过硫酸盐活化技术有很多的优点。如芬顿试剂是利用亚铁离子(Fe²⁺)催化H₂O₂产生羟基，从而达到氧化目标有机物的目的。但羟基对有机污染的降解基本没有选择性，可以氧化包括土壤有机质在内的各种有机物。且反应迅猛，自身不稳定，地下应用寿命短，通常只有几个小时到几天，需当场现配现用。这也造成其在地下的传输及分布都不理想，有可能尚未到达目标位置，自身已经分解而失去作用。相比较而言，活化过硫酸盐的化学反应更为复杂，电子转移的化学反应和自由基反应都有发生，其中主导的自由基是硫酸根自由基和羟基，但超氧和过羟基自由基也很重要。经过活化的过硫酸盐氧化性与芬顿试剂接近，能够有效氧化各种有机污染物。更重要的是，硫酸根自由基降解有机污染物具有选择性，且与土壤有机质的作用很小。因此，过硫酸盐具有较长的地下有效作用时间(寿命通常为2-3个月)，缓和的自由基产生过程，较小的土壤氧化剂需求量，最小化了对原有土质的破坏及最大化了氧化剂的应用效率，且产品易于运输，现场操作安全，正确操作不会产生大量热和气体，可以避免污染物通过挥发的途径逸出，适宜地下注射或土壤搅拌，有较大影响半径等诸多优点。尽管如此，很少有研究采用活化过硫酸盐技术来原位处理高浓度的有机磷农药的污染土壤。