专利名称：微波诱导活性炭催化降解土壤中氯丹的方法
技术领域：
本发明属于环保领域中的有关土壤中持久性有机污染物处理技术领域，具体涉及一种利用微波诱导活性炭催化降解土壤中氯丹的方法。
背景技术：
氯丹(Chlordane)是一种广谱有机氯杀虫剂，其化学通式为C1(IH6C18。自1947年生产问世以来，广泛用于控制农作物和森林的病虫害，也用于家庭和工业等的白蚁防治。氯丹既是一种持久性有机污染物，也是一种环境内分泌干扰物。工业氯丹的主要成份为顺式氯丹(CC)和反式氯丹(TC)，两者分别占工业氯丹的19%和24%。由于氯丹的高稳定性、亲脂性和较长半衰期(10 20年)，可以通过食物链在动物体内蓄积，并表现出高度的生物浓集和生物放大作用，对人类肝、肾等脏器和神经系统、内分泌系统、生殖系统等有急性和慢性毒性，并具有致癌性。虽然氯丹在上个世纪已经被普遍禁用，但它仍然能在包括土壤、大气、动植物和人体等各种环境介质中检出。通过各种渠道进入环境中的氯丹，大部分残留在土壤中，导致了严重的土壤污染问题。目前用于修复氯丹污染土壤的方法主要有物理法、化学法和生物法，其中研究较多的有化学淋洗法、电动法、热脱附法以及生物法。但这些方法技术大都存在着一些缺点，物理方法费用高，化学方法易造成二次污染，生物方法效率低且不稳定等，因此研究和开发高效、无污染、低成本的修复方法是十分必要的。微波诱导催化反应是指当反应物不直接明显地吸收微波时，可以利用某种强烈吸收微波的“敏化剂”把微波能传给这些物质而诱导化学反应，如果选用这种“敏化剂”作为催化剂的载体，就可以在微波辐射下实现某些催化反应。微波诱导催化反应能有效地降解有机污染物，具有反应速率快，降解彻底，无二次污染，安全可靠等特点。
发明内容
本发明针对目前氯丹污染土壤修复技术中存在的缺陷，提供了一种简单易行、高效、快速，并且不产生二次污染的利用微波诱导活性炭催化降解土壤中氯丹的方法。本发明的技术方案为微波诱导活性炭催化降解土壤中氯丹的方法，以活性炭为强烈吸收微波的催化剂，在碱性条件下利用微波诱导活性炭催化降解污染土壤中的氯丹，具体步骤如下I)将氯丹污染土壤在自然条件下风干后，研磨过筛；2)在污染土壤中添加活性炭粉末混合；3)装填到反应容器中用氢氧化钠溶液碱化土壤；4)启动微波发生器，对反应容器进行微波辐射处理。优选所述氢氧化钠溶液浓度为4 5mol/L ;优选所述反应容器的材质为玻璃或石
英玻璃。优选所述土壤、活性炭和氢氧化钠溶液的质量比为30 (I 2) (10 13)。优选所述活性炭粉末的比表面积为1000 1500m2/g( —般为分析纯)。所述微波频率为915MHz或者2450MHz (目前一般常规的选择)，对于小型反应器微波频率采用2450MHz，对于大型反应器微波频率采用915MHz ;优选微波发生器的功率优选600 700W。优选所述微波福射时间为I 7min,更优选为5 7min。有益效果本发明应用于氯丹污染土壤修复中，分析纯活性炭粉末的添加量为土壤质量的
6.6%，微波功率为700W，辐射时间为7min，微波诱导活性炭对a -氯丹的降解率为89. 3%左右，对Y-氯丹的降解率为85. I %左右
图I为实施例I微波诱导活性炭对土壤中氯丹的降解效果图；图2为实施例2不同氢氧化钠溶液浓度下微波诱导活性炭对土壤中氯丹的降解效果图；图3为实施例3不同功率下微波诱导活性炭对土壤中氯丹的降解效果图。
具体实施例方式下面结合具体实例，进一步阐述本发明的可行性以及积极效果。实施例I :将氯丹污染土壤在自然条件下风干后，研磨筛。取15g研磨过筛后的污染土壤于反应容器中，加入Ig比表面积为1000 1500m2/g的活性炭粉末，混匀，然后加入5ml浓度为4mol/L的氢氧化钠溶液，混匀，放入微波实验装置中，选择700W微波功率，设定微波辐射时间分别为I、3、5、7min。开启微波，辐射结束后取出冷却，进行预处理和GC/E⑶分析。测定氯丹的残留浓度，计算氯丹降解率。结果如图I所示，从图中可以看出微波辐射7min后，a-氯丹的降解率为89.3%，Y-氯丹的降解率为85. I %，这说明本发明的方法对土壤中氯丹的处理效果很好。实施例2 将氯丹污染土壤在自然条件下风干后，研磨过筛。取15g研磨过筛后的污染土壤于反应容器中，加入0. 5g比表面积为1000 1500m2/g的活性炭粉末，混匀，然后分别加入5ml浓度为1、2、3、4、5和6mol/L的氢氧化钠溶液，混匀，放入微波实验装置中，选择700W微波功率，设定微波辐射时间为5min。开启微波，辐射结束后取出冷却，进行预处理和GC/ECD分析。测定氯丹的残留浓度，计算氯丹降解率。结果如图2所示，从图中可以看出随着氢氧化钠溶液浓度的增大，氯丹的降解率增加，但氢氧化钠溶液的浓度大于等于4mol/L时，氯丹的降解率趋于稳定。另外，考虑土壤盐碱化问题，选取最佳的氢氧化钠溶液浓度为4 5mol/L。此时，a -氯丹的降解率大于85%，Y -氯丹的降解率大于78%。实施例3 将氯丹污染土壤在自然条件下风干后，研磨过筛。取15g研磨过筛后的污染土壤于反应容器中，加入0. 5g比表面积为1000 1500m2/g的活性炭粉末，混匀，然后加入5ml浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液，混匀，放入微波实验装置中，分别在微波功率为100、200、300,450,600和700W条件下，设定辐射时间为5min。辐射结束后取出冷却，进行预处理和GC/ECD分析。测定氯丹的残留浓度，计算氯丹降解率。结果如图3所示，从图中可以看出微波功率大于600W时，a-氯丹和Y-氯丹的降解率都较高，分别达到78%和75%以上。权利要求
1.微波诱导活性炭催化降解土壤中氯丹的方法，其具体步骤如下 1)将氯丹污染土壤在自然条件下风干后，研磨过筛； 2)在污染土壤中添加活性炭粉末混合； 3)装填到反应容器中用氢氧化钠溶液碱化土壤； 4)启动微波发生器，对反应容器进行微波辐射处理。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述氢氧化钠溶液的浓度为4 5mol/L。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述反应容器的材质为玻璃或石英玻璃。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述土壤、活性炭粉末和氢氧化钠溶液的质量比为30 (I 2) (10 13)。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述微波频率为915MHz或者2450MHz;所述微波发生器功率为600 700W。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述微波辐射时间为I 7min。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述微波辐射时间为5 7min。
全文摘要
本发明公开了属于环境保护的有关土壤中持久性有机污染物处理技术领域的一种利用微波诱导活性炭催化降解土壤中氯丹的方法。氯丹污染土壤风干研磨过筛后，与活性炭粉末混合，用氢氧化钠溶液碱化土壤，置于微波实验装置中进行处理。其中土壤、活性炭粉末和氢氧化钠溶液的质量比为30∶(1～2)∶(10～13)，氢氧化钠溶液的浓度为4～5mol/L。本发明的优点是操作简单易行，无二次污染，运行时间短，处理效率高，不需进行后续处理。
文档编号B09C1/00GK102641887SQ20121010449
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月9日 优先权日2012年4月9日
发明者刘娜, 徐炎华, 赵浩, 赵贤广 申请人:南京工业大学