摘要:本文基于對多環(huán)芳烴自身特性的了解,對被其污染的土壤具體應用Fenton法、過硫酸鹽氧化法等有效的化學氧化技術進行修復工作,針對不同應用試劑、方法以及對實際修復案例的分析,可總結出化學氧化法對多環(huán)芳烴污染土壤具有較高的修復效率。
關鍵詞:多環(huán)芳烴;土壤污染;化學氧化修復技術
引言:近年來,隨著我國化工行業(yè)的進步和發(fā)展,越來越多的以多環(huán)芳烴為主的污染物大量累積在土壤中。由于多環(huán)芳烴自身具有較強毒性、突變性和致癌性,不僅會造成嚴重的土壤環(huán)境污染,還會給人類的身體健康帶來威脅,因此必須加強土壤修復技術的應用。
一、多環(huán)芳烴污染土壤應用化學氧化修復技術分析
(一)Fenton法
Fenton法主要是將Fe2+與H2O2混合,在Fe2+的催化作用下對H2O2進行分解,從而產(chǎn)生具有強氧化性的(?OH)烴基自由基,在此基礎上,使(?OH)烴基自由基與土壤中的有機污染物進行充分氧化反應,先將其分解成為較小單位分子量的有機物,然后進一步氧化為對環(huán)境沒有污染性質(zhì)的CO2和H2O。Fenton化學氧化法的應用具有便捷性、高效性等特點。
(二)過硫酸鹽氧化法
過硫酸鹽主要是由硫酸根離子與陽離子組成的鹽類物質(zhì),具有較強的氧化性,基于H2O2產(chǎn)生的化學反應,可衍生為一硫酸鹽和二硫酸鹽兩種鹽類物質(zhì)。在其內(nèi)部分子結構的上部分和中部分,都含有雙O鍵。在H2O2分子結構中,其中一個H元素被SO3所取代,從而生成PS這種新元素構成酸類物質(zhì),在此基礎上,其鹽類的主要形式分為Na2S2O8和K2S2O8兩種。針對過硫酸鹽的特性來說,具有較強的穩(wěn)定性和氧化性,能切實提高污染土壤的修復質(zhì)量和效率。
二、多環(huán)芳烴污染土壤應用化學氧化修復技術實例分析
(一)Fenton法修復實例
1.??? 污染土壤場地現(xiàn)狀數(shù)值檢測
以某醫(yī)療中型企業(yè)的土壤受污染程度為主要檢測對象,對目前狀態(tài)下污染場地的土壤進行采集和檢測工作。據(jù)了解,企業(yè)主要是以生產(chǎn)醫(yī)用食品級原料、添加劑為主。比如果糖、甘露醇、山梨糖醇等。對當前企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的土壤進行多環(huán)芳烴檢測,當樣品數(shù)量為6 時,根據(jù)檢測結果可總結出所采集的土壤樣品中苯并(a)芘的濃度在0.24-1.27mg/kg之間;苯并(b)熒蒽在土壤樣本中的濃度在0.2-1.62mg/kg之間;二苯并(a,h)蒽的濃度顯示在0.01-0.40mg/kg之間。表明醫(yī)療中型食品企業(yè)土壤已經(jīng)被多環(huán)芳烴元素所污染[1]。
2.??? 污染土壤化學修復后數(shù)值檢測
采用Fenton法對受污染土壤進行氧化修復,修復單位需將受污染場地的土壤進行深入挖掘和清理,然后將受污染土壤轉(zhuǎn)移至化學氧化固有場地,此種方式是為了避免化學試劑對周圍未受污染的土壤產(chǎn)生消極影響。在此基礎上,在受污染的土壤中添加Fenton試劑,然后將二者進行充分的攪拌,促使Fenton試劑與土壤全面的接觸,從而達到保障化學氧化反應順利進行的目的。
待到Fenton試劑與污染土壤充分氧化修復后,可以國家相關標準為主要依據(jù),對土壤采集的樣品進行研究,再將相應的檢測結果整體均值進行分析和比較,從修復后土壤檢驗結果來看,通過Fenton法進行修復后的土壤中苯并(a)芘的最大值為0.16mg/kg,比修復前的最大值少了1.21mg/kg,苯并(b)熒蒽和二苯并(a,h)蒽總體來說,都比未修復前的污染土壤值的檢測結果大幅度下降,其均小于檢出限。
3.??? 修復效果最終數(shù)值
就污染土壤和氧化修復土壤檢測結果相比較而言,當該醫(yī)療食品企業(yè)遭受多環(huán)芳烴污染,并應用Fenton法進行修復后,相應數(shù)值可明確表明苯并(a)芘、苯并(b)熒蒽和二苯并(a,h)蒽三者的修復效率具有大幅度提升,且均處在81%以上,突出了Fenton試劑具有較強氧化性、修復性和穩(wěn)定性等特點,具體來說三者的場地修復目標值分別為0.2mg/kg、0.5mg/kg和0.05mg/kg,均達到了滿意的目標水平,切實提高了Fenton法的應用可行性。從以下對比圖中可明顯看出現(xiàn)狀均值和修復均值之間的差距。
(二)過硫酸鹽氧化法修復實例1.污染場地土壤檢測數(shù)值
本次土壤檢測企業(yè)為化工企業(yè),生產(chǎn)的化工原料多帶有污染性和腐蝕性特點,但是為滿足現(xiàn)代化社會發(fā)展需求,以2000年為主要界限,前期生產(chǎn)的化工產(chǎn)品主要為液氯、鹽酸、化工用堿等,待到企業(yè)發(fā)展后期,除了前期產(chǎn)品外,還進一步擴展了氧氣、氮氣、溶解乙炔等化學物質(zhì)。在目前狀態(tài)下對化工企業(yè)的污染土壤進行數(shù)據(jù)檢測時,需對企業(yè)的生產(chǎn)狀況進行基本了解,對現(xiàn)有土壤進行樣品采集工作,從而檢測出當前化工企業(yè)土壤樣品中苯并(a)芘、苯并(b)熒蒽和二苯并(a,h)蒽三者的檢出濃度分別為0.55-1.75mg/kg、0.80-2.00mg/kg以及0.10-0.34mg/kg之間,其具體數(shù)據(jù)最小值和最大值均超過了規(guī)定范圍,就此表明化工企業(yè)遭受多環(huán)芳烴的污染較為嚴重[2]。
2.??? 污染場地土壤修復后檢測數(shù)值
在此情況下,同樣需要先修復單位對化工企業(yè)受多環(huán)芳烴污染的土壤進行清理和挖掘工作,并進一步轉(zhuǎn)移到固有的處理場地,由于過硫酸鹽具有一定的腐蝕性,能有效防止其與未受污染土壤中的有機物進行反應。將硫酸鹽試劑添加到受污染土壤中,并用同樣的方法進行均勻攪拌,增加二者的接觸面積,促進其化學氧化反應得以高效進行。
等到修復處理過程后,需靜置一段時間,然后同樣以國家相關標準為基礎,采用500m3的代表樣品進行過硫酸鹽氧化法的土壤檢測,從下列表格中可知,當樣品數(shù)量統(tǒng)一為34時,具體苯并(a)芘、苯并(b)熒蒽的最大值分別為0.16mg/kg、0.23mg/kg,而二苯并(a,h)蒽的檢測率為0,因此其檢測結果可忽略不計。
3.??? 修復后最終效果
根據(jù)檢測結果對整體數(shù)值進行比較并進一步對其進行分析,當該化工場地應用過硫酸鹽對受多環(huán)芳烴污染的土壤進行化學氧化修復后,苯并(a)芘、苯并(b)熒蒽和二苯并(a,h)蒽的修復效率不等,分別為75%、85%和60%,由此表面應用的化學方法可有效降低土壤中多環(huán)芳烴的污染含量。
結論:綜上所述,從目前修復技術的應用情況看,化學氧化修復技術是修復效率高、處理效果好、應用周期短,且對污染物沒有較強區(qū)分的有效修復方式,能從真正意義上降低被污染土壤中的多環(huán)芳烴含量,將其中存在的毒性進行徹底降解,實現(xiàn)土壤環(huán)境的持續(xù)健康發(fā)展。
參考文獻:
[1]?? 周欣,張代榮.多環(huán)芳烴污染土壤化學氧化修復技術應用研究[J].環(huán)境與發(fā)展,2020,32(02):89-90.
[2]?? 潘棟宇,侯梅芳.多環(huán)芳烴污染土壤化學修復技術的研究進展[J].安全與環(huán)境工程,2018,25(03):54-60+66.
作者簡介:
陳慧(1991-),女,碩士,助理工程師,主要從事環(huán)境修復治理、土壤污染治理、污水處理工作。