有機污染土壤的超生波淋洗方法

  　　目前用于修復有機污染土壤的淋洗方法主要是化學表面活性劑淋洗法。常用的表面活性劑主要是十二烷基硫酸鈉、曲拉通 X-100 等。這些表面活性劑能夠顯著降低溶劑（一般為水）的表面張力和液 - 液界面張力，通過膠束的形成使污染物進入內核，增加污染物在水中的溶解度。然而大量研究表明，表面活性劑對有機污染的洗脫效果受其臨界膠束濃度的影響，當使用濃度低于臨界膠束濃度時，對污染物的增溶作用不大，因此表面活性劑淋洗時淋洗劑的使用濃度較高。研究還表明土壤對表面活性劑吸附容量很大，而且吸附后不容易解吸，易導致其在土壤中的大量殘留。由于化學表面活性劑本身具有一定的生物毒性，部分含氯和雙酚的表面活性劑還具有致畸性、致突變性和致癌性，因此其在土壤中的大量殘留會引發修復后土壤的二次污染問題。此外，現有的土壤淋洗方式主要以柱淋洗和振蕩淋洗為主，淋洗反應達到平衡的時間較長，致使修復周期和修復成本增加。

  　　本發明的目的是為了提供一種處理效果好，淋洗反應時間短且不會引起二次污染的修復有機污染土壤的超生波淋洗方法。

  　　一種修復有機污染土壤的超生波淋洗方法如下

  　　1．以重量百分比為 1 ～ 4 的磺化硫雜杯 [4] 芳烴水溶液為土壤淋洗液，采用硝酸調節淋洗液 pH 值為 3 ～ 4。

  　　2．將土壤淋洗液和有機污染土壤置于離心管中，控制土壤淋洗液的體積與有機污染土壤的質量的比值為 2.5 ～ 5，土壤淋洗液的體積和有機污染土壤的質量分別以毫升和克計。

  　　3．將離心管置于超聲波清洗器中，控制溫度為 10℃，頻率為 40 千赫，功率為 250瓦，超聲 15 ～ 20 分鐘。

  　　4．取出離心管，置于離心機中，在 6000 轉 / 分鐘速率下離心分離 5 分鐘，倒去上清液。

  　　5．向離心管中加入與土壤淋洗液等體積的水，在室溫下，置于超聲波清洗器中，頻率為 40 千赫，功率為 250 瓦，超聲 5 分鐘 ；然后放入離心機中，在 6000 轉 / 分鐘速率下離心分離 5 分鐘，倒去上清液，得到洗凈土壤。

  　　本發明要求以磺化硫雜杯 [4] 芳烴水溶液為土壤淋洗液，并且調控土壤淋洗液 pH值為 3 ～ 4，這主要由于所用土壤淋洗液的活性組分為磺化硫雜杯 [4] 芳烴，其對有機物的去除主要依靠其分子上沿疏水苯環空腔通過多個磺化硫雜杯 [4] 芳烴分子聚集形成疏水環境實現對有機污染物分子的包合。實驗表明當溶液 pH 值處于強酸性條件時，磺化硫雜杯[4] 芳烴分子下沿的酚羥基不易電離，分子處于中性狀態，隨著溶液 pH 值的升高，磺化硫雜杯 [4] 芳烴分子下沿的酚羥基氫原子逐步離去，分子下沿呈現負電性，磺化硫雜杯 [4] 芳烴分子間由于靜電作用而發生相互排斥，這不利于磺化硫雜杯 [4] 芳烴分子的聚集，因而對有機污染物的包合能力下降，使得其對有機污染物的淋洗去除效果顯著降低，因此土壤淋洗液 pH 值控制在 3 ～ 4 較為適宜。溫度實結果表明高溫條件下磺化硫雜杯 [4] 芳烴與有機污染物分子包合物的穩定性降低，不利于對有機污染物的淋洗去除，因而控制淋洗溫度為 10℃。淋洗動力學實驗表明超聲 15 ～ 20 分鐘，對有機物的洗脫去除效果基本接近平衡，而采用振蕩淋洗法則需 6 小時以上才能達到平衡，因此超聲淋洗大大縮短了淋洗反應時間。由于淋洗后土壤表面會吸附少量淋洗劑磺化硫雜杯 [4] 芳烴，實驗表明清水清洗能夠達到較好的去除效果。此外，毒理試驗研究表明磺化硫雜杯 [4] 芳烴是一種毒性極低的土壤淋洗劑，少量的殘留不會引起修復后土壤的二次污染問題。

  　　本發明的有益效果

  　　1．本發明具有淋洗反應時間短、處理效果好的特點，實驗表明本發明對土壤中五氯硝基苯的淋洗去除率達到 81％，而相同淋洗條件下曲拉通 X-100 和十二烷基硫酸鈉對五氯硝基苯的去除效果分別為 62% 和 25%。

  　　2．本發明能夠避免因淋洗劑殘留而導致的土壤二次污染問題。