分解土壤中多氯联苯的机械化学方法

1.本技术涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种分解土壤中多氯联苯的机械化学方法。


背景技术：

2.多氯联苯(简称pcbs)是一类人工合成的有机氯化物，化学性质稳定，不与酸、碱、氧化剂等化学试剂反应，在水中的溶解度极低，通过废物排放、储油罐泄漏、挥发和沉降等过程进入环境中，经植物和水生生物进入食物链的循环，在人体中积累和浓缩，危害代谢器官的功能和神经系统，对人类健康产生严重威胁。2001年，在瑞典斯德哥尔摩签署的“控制持久性有机污染物”国际公约将多氯联苯定为首批被控制的12种有机污染物之一。
3.大量研究表面，其对环境污染范围很广，从大气到土壤，从雨水到海洋生物，从农作物到食品都有多氯联苯的存在，继续危害人类健康。
4.目前，多氯联苯的工业处置多采取深埋封存、高温焚烧的传统方法，但这些方法条件要求高、处理成本高、易造成二次污染，特别是对土壤。多氯联苯的降解研究集中于光降解法、化学催化法、生物降解法等，但这些方法存在处理工艺复杂、效率低的缺点，不适于大规模工业应用，且仍处于实验室研究阶段。


技术实现要素：

5.本技术旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。
6.为此，本技术的一个目的在于提出一种分解土壤中多氯联苯的机械化学方法，具有操作简单安全，氧化铈成本较低、无毒、无二次污染，多氯联苯降解效率高等优点，从而具有较好的实际应用前景。
7.为达到上述目的，本技术第一方面实施例提出了一种分解土壤中多氯联苯的机械化学方法，包括：采集多氯联苯污染土壤；对所述多氯联苯污染土壤进行风干破碎处理，以得到待修复土壤；将所述待修复土壤、氧化铈和磨球放入球磨罐中，并将所述球磨罐置于球磨机上进行球磨，以分解所述待修复土壤中的多氯联苯。
8.根据本技术实施例的分解土壤中多氯联苯的机械化学方法，首先采集多氯联苯污染土壤，并对多氯联苯污染土壤进行风干破碎处理，以得到待修复土壤，然后将待修复土壤、氧化铈和磨球放入球磨罐中，并将球磨罐置于球磨机上进行球磨，以分解待修复土壤中的多氯联苯。由此，具有操作简单安全，氧化铈成本较低、无毒、无二次污染，多氯联苯降解效率高等优点，从而具有较好的实际应用前景。
9.另外，根据本技术上述实施例提出的分解土壤中多氯联苯的机械化学方法还可以具有如下附加的技术特征：
10.在本技术的一个实施例中，上述分解土壤中多氯联苯的机械化学方法还可包括：在所述球磨机停止之后，获取所述球磨罐中的已修复土壤；对所述已修复土壤进行多氯联苯含量检测，以获取所述已修复土壤中的多氯联苯含量。
11.在本技术的一个实施例中，所述将所述球磨罐置于球磨机上进行球磨，以分解所述待修复土壤中的多氯联苯，包括：设定所述球磨机的球磨参数，并将所述球磨罐置于所述球磨机上；根据所述球磨参数对所述球磨机进行控制，以分解所述待修复土壤中的多氯联苯。
12.在本技术的一个实施例中，所述待修复土壤的粒度小于0.25mm，所述待修复土壤中的多氯联苯浓度处于500～1200mg/kg之间。
13.在本技术的一个实施例中，所述磨球和所述球磨罐的材质均为不锈钢，所述磨球的直径为10mm或6mm。
14.在本技术的一个实施例中，所述氧化铈与所述待修复土壤的重量比处于5％～10％之间。
15.在本技术的一个实施例中，所述球磨罐中的球料比为30：1，所述磨球为多个。
16.在本技术的一个实施例中，所述球磨参数包括所述球磨机的转速为500r/min、所述球磨罐的公转与自转转速比为1：2、球磨时间为 3～12h中的任一值和所述球磨机的转动方向每半个小时反转一次。
17.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
18.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1为根据本技术一个实施例的分解土壤中多氯联苯的机械化学方法的流程示意图；
20.图2为根据本技术另一个实施例的分解土壤中多氯联苯的机械化学方法的流程示意图；
21.图3为根据本技术另一个实施例的分解土壤中多氯联苯的机械化学方法的流程示意图；
22.图4为本技术实施例(一)中是否添加氧化铈协同机械化学降解多氯联苯效果的对比图；
23.图5为本技术实施例(二)中添加氧化铈时不同初始浓度的多氯联苯污染土壤球磨12h后的降解率对比图；
24.图6为本技术实施例(三)中添加氧化铈球磨不同时间后的多氯联苯降解效果变化图；以及
25.图7为本技术实施例(四)中添加氧化铈时不同物料比对污染土壤球磨12h后多氯联苯降解效果的对比图。
具体实施方式
26.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
27.下面参照附图描述本技术实施例的上报事件的处理方法、装置、电子设备和存储介质。
28.图1为根据本技术一个实施例的分解土壤中多氯联苯的机械化学方法的流程示意图。
29.如图1所示，该分解土壤中多氯联苯的机械化学方法，可包括：
30.步骤101，采集多氯联苯污染土壤。
31.需要说明的是，该实施例中所描述的多氯联苯污染土壤，可由相关人员进行采取。
32.步骤102，对多氯联苯污染土壤进行风干破碎处理，以得到待修复土壤。
33.在本技术实施例中，可通过风干破碎机对对多氯联苯污染土壤进行风干破碎处理，以得到待修复土壤(即，上述的多氯联苯污染土壤经过风干破碎处理后得到的土壤)。
34.具体地，在采集到上述的多氯联苯污染土壤之后，可将该多氯联苯污染土壤放入(倒入)风干破碎机中进行风干破碎处理，从而得到该风干破碎机输出的待修复土壤。
35.作为一种可能的情况，在采集到上述的多氯联苯污染土壤之后，相关人员可先把多氯联苯污染土壤中的大块砸碎，并去除砖头、瓦块和树枝等杂物，而后将上述处理后的多氯联苯污染土壤放入(倒入) 风干破碎机中进行风干破碎处理。由此，可避免多氯联苯污染土壤中的砖头、瓦块和树枝等杂物影响风干破碎的效率。
36.为了清楚说明上一实施例，在本技术的一个实施例中，待修复土壤的粒度小于0.25mm，待修复土壤中的多氯联苯浓度处于500～1200 mg/kg之间。
37.具体地，为了提高多氯联苯降解效率，经过风干破碎处理后得到的待修复土壤的土壤粒最好小于0.25mm，且多氯联苯浓度最好处于 500～1200mg/kg之间。
38.步骤103，将待修复土壤、氧化铈和磨球放入球磨罐中，并将球磨罐置于球磨机上进行球磨，以分解待修复土壤中的多氯联苯。其中，磨球可为多个。应说明的是，该实施例中所描述的氧化铈可为一种氧化铈添加剂，且该氧化铈添加剂具有成本较低、无毒、无二次污染等优点。
39.在本技术实施例中，磨球和球磨罐的材质均可为不锈钢，磨球的直径可为10mm或6mm，氧化铈与待修复土壤的重量比可处于 5％～10％之间，例如，10g待修复土壤可添加1g氧化铈，球磨罐中的球料比可为30：1，例如，球磨罐中11g的氧化铈和待修复土壤混合物需添加不锈钢磨球的总重量为330g(例如，放入25颗直径10mm 及若干直径6mm的不锈钢磨球(总重量330g))。
40.为了清楚说明上一实施例，在本技术的一个实施例中，如图2所示，将球磨罐置于球磨机上进行球磨，以分解待修复土壤中的多氯联苯，可包括：
41.步骤201，设定球磨机的球磨参数，并将球磨罐置于球磨机上。其中，球磨参数可包括球磨机的转速为500r/min、球磨罐的公转与自转转速比为1：2、球磨时间为3～12h中的任一值和球磨机的转动方向每半个小时反转一次。
42.作为一种可能的情况，上述的球磨罐的公转与自转转速比还可为 1：1.5或1：2.5。
43.步骤202，根据球磨参数对球磨机进行控制，以分解待修复土壤中的多氯联苯。
44.具体地，在得到上述的待修复土壤之后，可先根据该待修复土壤的重量确定氧化铈添加剂的剂量以及磨球的大小和数量，并将确定好的氧化铈添加剂、磨球与该待修复土壤一起放入球磨罐中。然后可设定球磨机的球磨参数，并将该球磨罐置于球磨机上，最后根
据球磨参数对球磨机进行控制，以分解待修复土壤中的多氯联苯。
45.在本技术实施例中，首先采集多氯联苯污染土壤，并对多氯联苯污染土壤进行风干破碎处理，以得到待修复土壤，然后将待修复土壤、氧化铈和磨球放入球磨罐中，并将球磨罐置于球磨机上进行球磨，以分解待修复土壤中的多氯联苯。由此，具有操作简单安全，氧化铈成本较低、无毒、无二次污染，多氯联苯降解效率高等优点，从而具有较好的实际应用前景。
46.进一步地，在本技术的一个实施例中，如图3所示，该分解土壤中多氯联苯的机械化学方法，还可包括：
47.步骤301，在球磨机停止之后，获取球磨罐中的已修复土壤。
48.需要说明的是，该实施例中所描述的已修复土壤，指的是磨球结束后，从球磨罐中取出的土壤。
49.步骤302，对已修复土壤进行多氯联苯含量检测，以获取已修复土壤中的多氯联苯含量。
50.具体地，在球磨机停止之后，相关人员可取出球磨罐中土壤(已修复土壤)，并通过相关的仪器对对该土壤进行多氯联苯含量检测，以获取该土壤中的多氯联苯含量，从而检测对上述多氯联苯污染土壤的修复程度和效果。
51.为使本领域技术人员更好的理解本技术的技术方案，下面对实施例进行清晰、完整的描述，所描述的实施例仅是本技术的一部分，而不是全部。
52.实施例(一)：
53.准确称取10g多氯联苯浓度为1026.48mg/kg的土壤样品和1g 氧化铈添加剂，对照组为11g土壤样品，放入250ml的不锈钢球磨罐中，并按照30:1的球料比放入25颗直径10mm及若干直径6mm 的不锈钢磨球(总重量330g)，设定球磨机转速500r/min，球磨罐的公转与自转转速比为1:2，每半个小时反转一次，一个小时为一个正反转周期，球磨时间12h。球磨结束后对多氯联苯浓度进行分析，得到降解率见图4。可见氧化铈添加剂可以大幅度提高多氯联苯的降解效果，降解率升高约20％。
54.实施例(二)：
55.准确称取10g多氯联苯浓度为500～1200mg/kg的土壤样品和1g 氧化铈添加剂，放入250ml的不锈钢球磨罐中，并按照30:1的球料比放入25颗直径10mm及若干直径6mm的不锈钢磨球(总重量330 g)，设定球磨机转速500r/min，球磨罐的公转与自转转速比为1:2，每半个小时反转一次，一个小时为一个正反转周期，球磨时间12h。球磨结束后对多氯联苯浓度进行分析，得到降解率见图5。可见多氯联苯浓度对氧化铈协同机械化学降解效果有一定影响，实验浓度内多氯联苯降解率均大于93％，浓度增加导致降解率降低，浓度低于1000 mg/kg时，多氯联苯降解率均在95％以上。
56.实施例(三)：
57.准确称取10g多氯联苯浓度为1026.48mg/kg的土壤样品和1g 氧化铈添加剂，放入250ml的不锈钢球磨罐中，按照30:1的球料比放入25颗直径10mm及若干直径6mm的不锈钢磨球(总重量330 g)，设定球磨机转速500r/min，球磨罐的公转与自转转速比为1:2，每半个小时反转一次，一个小时为一个正反转周期，球磨时间分别为 3h、6h、9h、12h。球磨结束后对多氯联苯浓度进行分析，得到降解率见图6。可见土壤中多氯联苯在氧化铈和机械化学协同
作用下，前3h内快速降解，降解率接近90％，随后缓慢降解，12h时达到 95.9％。
58.实施例(四)：
59.准确称取10g多氯联苯浓度为1026.48mg/kg的土壤样品和0.5 g、0.6g、0.7g、0.8g、0.9g、1g氧化铈添加剂，放入250ml的不锈钢球磨罐中，按照30:1的球料比放入25颗直径10mm及若干直径 6mm的不锈钢磨球(总重量330g)，设定球磨机转速500r/min，球磨罐的公转与自转转速比为1:2，每半个小时反转一次，一个小时为一个正反转周期，球磨时间12h。球磨结束后对多氯联苯浓度进行分析，得到降解率见图7。可见氧化铈与土壤的物料比(重量比)对多氯联苯降解效果有一定影响，氧化铈添加剂增加可以提高降解效果，氧化铈/土壤大于6％时，多氯联苯降解率均超过90％，氧化铈/土壤大于9％时，多氯联苯降解率均超过95％。
60.由此可知，本技术实施例提供的分解土壤中多氯联苯的机械化学方法，针对土壤中多氯联苯的降解，可采用氧化铈作为添加剂与多氯联苯污染土壤共同球磨，通过优化工艺条件，实现较好的降解去除效果，多氯联苯的降解效率高达95％以上。选用的氧化铈在处置过程中不会造成二次污染，处理工艺步骤简单，快捷高效，经济适用，无需高温高压条件，属于清洁化处理技术，为多氯联苯污染土壤的修复提供切实可行的新技术。
61.综上，根据本技术实施例的分解土壤中多氯联苯的机械化学方法，首先采集多氯联苯污染土壤，并对多氯联苯污染土壤进行风干破碎处理，以得到待修复土壤，然后将待修复土壤、氧化铈和磨球放入球磨罐中，并将球磨罐置于球磨机上进行球磨，以分解待修复土壤中的多氯联苯。由此，具有操作简单安全，氧化铈成本较低、无毒、无二次污染，多氯联苯降解效率高等优点，从而具有较好的实际应用前景。
62.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
63.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
64.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
65.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
66.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
67.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。