一種添加劑協同機械化學法降解不同類型土壤中林丹的方法技術

發明專利技術公開了一種添加劑協同機械化學法降解不同類型土壤中林丹的方法，針對不同典型土壤中林丹的降解，在常溫常壓下采用臥式行星球磨的方式，選擇合適的添加劑和球磨條件，可以實現不同類型土壤中林丹的高效降解，其中，球料比為10:1，物料比為3％

【技術實現步驟摘要】
一種添加劑協同機械化學法降解不同類型土壤中林丹的方法


[0001]本專利技術屬于林丹污染土壤修復應用領域，具體涉及到一種添加劑協同機械化學法降解不同類型土壤中林丹的方法

技術介紹

[0002]六氯環己烷俗稱六六六，存在8種同分異構體，其中最具有殺蟲活性和毒性最大的是γ
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六氯環己烷，又名林丹。林丹作為一種廣譜性有機氯殺蟲劑，曾在我國大量生產和使用。據估計在1947
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1997年間我國就施加了446
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490萬噸；并且林丹的產率較低，每生產1噸的林丹就會產生8
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12噸的廢料或殘留。林丹在自然環境中十分穩定，有研究表明林丹在不同土壤中的降解半衰期可達到100
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1000天。另外，對林丹長時間、高強度的使用，導致其在土壤中高度富集，一旦通過食物鏈富集進入生物體，將會造成內分泌干擾、免疫系統缺陷、代謝功能受阻、神經毒性、生殖遺傳毒性等多種嚴重危害。2017年，世界衛生組織國際癌癥研究機構已經將林丹確定為一類致癌物。
[0003]林丹因其具有持久性、高毒性、生物富集性和遠距離遷移性，2009年被新增列入《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》，這標志著林丹的污染問題已經成為全球面臨的挑戰。2014年3月，我國禁止林丹除特定豁免外的生產、流通、使用和進出口；自2019年3月，我國才全面禁止林丹的生產、流通、使用和進出口。多年來對林丹的大量生產和使用，以及林丹在土壤中的持久性，使得在當前我國大范圍的土壤中仍有林丹的檢出，并且存在多個遺留的林丹污染場地，這對人類健康與環境安全具有嚴重的潛在危害性，亟需采用合適的技術方法對其進行處理。
[0004]目前，對于林丹污染土壤的處理，常采用的焚燒法，成本較高且會產生二次污染；備受關注的化學氧化技術對氧化劑的要求較高，實際應用還不成熟；已經進行了較多科學研究的生物修復技術，還是很難適用于實際復雜的污染土壤，修復耗時較長且修復效果不穩定。
[0005]機械化學法是通過機械力的多種作用方式對固體反應物進行改性，誘導其物理化學性質發生變化，增加其反應活性，從而激活或加速固體間的化學反應。在對持久性有機污染物的消除中，機械化學法已經表現出操作工藝簡單、反應條件溫和、處理效果好、不易產生二次污染等優勢，然而采用機械化學法修復持久性有機污染物污染土壤的研究還不多。另外，土壤的復雜性和多樣性是阻礙污染土壤修復技術實際應用的一大難題，考慮機械化學降解技術在不同類型林丹污染土壤中的適用性是十分必要的，這也是當前研究中少有關注到的。

技術實現思路

[0006]本專利技術的目的是針對當前我國存在眾多嚴重的林丹污染土壤，且污染土壤修復技術欠缺，考慮到我國土壤類型的多樣化和差異性，以不同類型土壤中的林丹為研究對象，選用常見且實用的化學品為添加劑，提供一種添加劑協同機械化學法降解不同類型土壤中的
林丹的方法，為機械化學法修復實際林丹污染土壤提供技術支撐。
[0007]為實現上述目的，本專利技術所提供的技術方案如下：
[0008]一種添加劑協同機械化學法降解不同類型土壤中林丹的方法，按照下述步驟進行：
[0009](1)將林丹污染土壤、添加劑和磨球放入球磨罐中，置于球磨機上進行球磨；
[0010](2)對球磨預定時間后土壤中的林丹進行提取。
[0011]所述步驟(1)中，林丹污染土壤為山西褐土、江西紅壤、吉林黑土和河南棕壤，土壤中林丹的濃度為100
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500mg/kg。
[0012]所述步驟(1)中，添加劑為NaOH或CaO，添加劑與土壤的物料比為3％
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9％，優選地，NaOH與土壤的物料比為3％，CaO與土壤的物料比為9％。
[0013]所述步驟(1)中，球磨罐和磨球均為氧化鋯材質，磨球直徑為8mm，磨球與物料總和(添加劑和土壤)的球料比為10:1。
[0014]所述步驟(1)中，球磨機以臥式行星方式運行，每運行10min停留1min后改變方向旋轉，球磨罐的轉速為500r/min。
[0015]所述步驟(2)中，球磨時間為10
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240min。
[0016]與現有技術相比，本專利技術采用添加劑協同機械化學法降解不同類型土壤中林丹的主要優勢是：
[0017](1)采用行星球磨機的臥式球磨方式，在相同條件下對污染物的降解效果要優于立式球磨方式；采用較低的球料比(10:1)，在保證土壤中林丹降解效果的同時增大單次處理量。
[0018](2)選用的NaOH添加劑用量少、降解速度快、球磨10min后對多種土壤中林丹的降解率均高于95％，延長球磨時間和增加NaOH投加量均可以實現土壤中林丹的完全降解，并且有潛力修復高濃度林丹污染土壤，特別適用于廢棄林丹農藥場地的修復。
[0019](3)選用的CaO添加劑常見、成本低且對土壤友好，選擇合適的球磨條件同樣可以實現不同類型土壤中林丹的高效降解，適用于林丹污染嚴重的農田土壤的修復。
[0020](4)選取我國典型的四種土壤進行研究，初步證明此方法可以用于我國多種不同類型林丹污染土壤的處理，為修復不同地域的實際林丹污染土壤提供了技術支撐。
附圖說明
[0021]本專利技術中的附圖是為了更加清晰地說明本專利技術實施例中的技術方案，并不構成對本專利技術的不當限定。
[0022]圖1為實施例1中不同添加劑協同機械化學法對吉林黑土中林丹的降解效果圖；
[0023]圖2為實施例2中在240min內NaOH協同機械化學法對四種土壤中林丹的降解效果圖；
[0024]圖3為實施例2中NaOH協同機械化學法對褐土中高濃度林丹的降解效果圖；
[0025]圖4為實施例3中在240min內CaO協同機械化學法對四種土壤中林丹的降解效果圖；
[0026]圖5為實施例4中不同球磨方式的裝置示意圖；
[0027]圖6為實施例4中在相同條件下不同球磨方式對土壤中林丹的降解效果對比圖。
具體實施方式
[0028]一種添加劑協同機械化學法降解不同類型土壤中林丹的方法，按照下述步驟進行：
[0029](1)土壤基本理化性質的測定：土壤中pH的測定方法依據《HJ 962
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2018》標準(生態環境部，2019)，土壤質地的測定采用激光粒度分析儀，土壤有機質的測定采用灼燒稱重法，土壤中Fe元素采用ICP
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MS測定土壤消解液，土壤中總元素分析采用X射線熒光光譜儀。四種土壤基本理化性質的測定結果如表1所示。
[0030]表1四種土壤的基本理化性質
[0031][0032](2)林丹污染土壤的配制方法：首先稱量一定質量的過1mm篩的自然風干土壤，然后加入一定濃度的林丹溶液(甲醇為溶劑)，再加入甲醇，充分攪拌混勻，待干備用，最終獲
得的土壤中的林丹濃度約為100mg/kg和500mg/kg。
[0033](3)土壤中林丹的提取方法是：準確稱量0本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種添加劑協同機械化學法降解不同類型土壤中林丹的方法，其特征在于：按照下述步驟進行：(1)將林丹污染土壤、添加劑和磨球放入球磨罐中，置于球磨機上進行球磨；(2)對球磨預定時間后土壤中的林丹進行提取。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(1)中，林丹污染土壤為山西褐土、江西紅壤、吉林黑土和河南棕壤，土壤中林丹的濃度為100
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500mg/kg。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(1)中，添加劑為NaOH或CaO，添加劑與土壤的物料比為3％
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9％。4.根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張振國，劉希濤，徐恒蒲，
申請(專利權)人：北京師范大學，
類型：發明
國別省市：