一种利用还原态腐殖酸降解卤代有机污染物的方法

本申请涉及地下水原位化学修复技术应用的，尤其涉及一种利用还原态腐殖酸降解卤代有机污染物的方法。

背景技术：

1、随着我国工业快速发展，饮用水水源中卤代有机物(halogenated organiccontaminants，hocs)浓度逐渐升高。这些hocs主要包括氟代有机物、氯代有机物和溴代有机物。hocs具有毒性强、结构稳定、迁移能力强、生物难降解等特点，不仅对水体环境造成污染，还严重威胁饮用水安全，是一类危害性极大的物质。因此，全球众多环境研究者们致力于寻找高效处理饮用水中hocs的方法，包括物理法(如气提、吸附、萃取法等)、生物法(如好氧、厌氧法等)和化学法(如氧化、还原法等)。物理法简单易操作，但无法实现污染物的彻底脱卤降解；生物法多限于实验室规模，且通常效率较低。化学法利用氧化/还原剂对hocs进行脱卤降解，具有效率高、效果好等优势，近些年在污水处理领域被广泛研究。化学还原法通过强还原作用完全或选择性的去除引起hocs难降解的杂原子，然而该技术存在能耗较高，对反应器要求严格等问题。氧化法分为直接氧化和高级氧化法，直接氧化法受限于氧化剂的氧化电位，其对hocs的降解效率较低；高级氧化技术能够通过光、电、臭氧和芬顿等方式产生具有强氧化性的自由基等活性物质，从而实现对污染物快速高效的去除，近年来受到了广泛关注。但通常使用的氧化剂材料成本较高，在大规模工业应用上难以可持续，如何有效降低药剂成本同时实现污染物最大化降解一直是环境领域关注的焦点。

2、腐殖酸(humic acid，ha)作为天然土壤物质存在于几乎所有的陆地和水生环境中，是一种聚合和多分散的有机化合物。它们具有氧化还原活性，在ha分子中最重要的氧化还原活性部分是官能团，如磺酰基或酚基团，特别是醌类基团。此外，ha能够被微生物、亚铁等还原形成还原态腐殖酸(hared)，且电子可以从hared转移到其他具有更高氧化还原电位(eh)的电子受体，如fe(iii)矿物、氧分子等，而自然界中ha廉价易得，利用hared在有氧条件下的氧化活性促进hocs的降解，能够极大的降低药剂成本，具有潜在的应用价值，并可为当前地下水修复工作提供新的思路。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种利用还原态腐殖酸去除水中卤代有机污染物的方法，该方法利用亚铁、连二硫酸钠、电化学等对ha进行还原形成hared，继而hared活化分子氧产生具有强氧化作用的·oh，使水中hocs被氧化脱卤降解，从而实现低药剂成本下水中卤代有机物的高效去除。

2、本申请提供一种利用还原态腐殖酸降解卤代有机污染物的方法，包括以下步骤：

3、使腐殖酸被还原成还原态腐殖酸hared；

4、以所述hared在有氧条件下降解卤代有机污染物。

5、合适但非限制性地，腐殖酸被还原成还原态腐殖酸hared在添加还原剂的条件下实施。

6、合适但非限制性地，所述还原剂为亚铁盐和/或连二硫酸盐。

7、合适但非限制性地，所述添加还原剂的同时调节体系的酸碱环境为碱性。

8、合适但非限制性地，腐殖酸被还原成还原态腐殖酸hared在阴极通电还原的条件下实施。

9、合适但非限制性地，所述阴极通电还原的的同时调节体系的酸碱环境为碱性。

10、合适但非限制性地，所述亚铁的溶液中fe(ii)浓度不低于50mm。

11、合适但非限制性地，所述卤代有机污染物为五氯苯酚、六六六、三氯甲烷、邻二氯苯、三氯乙烯、二氯乙烯、四氯化碳和三溴苯酚中的至少一种有机物。

12、作为一种可示范地但不限制的具体实例，本申请方法的操作过程包括以下步骤：

13、(1)向超纯水中加入天然腐殖酸固体，调节其ph至11.0，使ha完全溶解制备ha原液，然后中和至ph为7.5，移入无氧手套箱中避光搅拌(4％ h2和96％ n2,coy,usa)48h，备用；

14、(2)在无氧手套箱中配置含有1m kcl的电解液以及0.5m的亚铁溶液、连二硫酸钠溶液，备用；

15、(3)将100ml的蓝盖瓶或电解池作为反应体系(工作体系为50ml)，反应体系中先加入ha储备液，再加入还原剂或通电对ha进行搅拌还原1h，将hared移入新的100ml蓝盖瓶中，体系加入hocs后调节ph至中性，移出手套箱，使用磁力搅拌器以400rpm搅拌。

16、与现有技术相比较，本申请具有以下有益效果：

17、1.本申请方法能够充分利用自然环境中丰富的ha，结合化学还原手段，具有潜在的应用价值。利用hared的还原能力和还原氧化多次循环能力构建hared体系，去除(地下)污染水体中hocs，实现受污染水体的化学修复，减少二次污染的风险，可为当前受hocs污染水体治理提供新的思路；

18、2.本申请方法利用hared形成的还原体系，可在有氧条件下逐渐对hocs进行完全脱卤，具有低成本、绿色、高效去除能力；

19、3.本申请方法简单便捷，便于实现，成本节约。

技术特征：

1.一种利用还原态腐殖酸降解卤代有机污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，腐殖酸被还原成还原态腐殖酸hared在添加还原剂的条件下实施。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述还原剂为亚铁盐和/或连二硫酸盐。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述添加还原剂的同时调节体系的酸碱环境为碱性。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，腐殖酸被还原成还原态腐殖酸hared在阴极通电还原的条件下实施。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述阴极通电还原的的同时调节体系的酸碱环境为碱性。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述亚铁的溶液中fe(ii)浓度不低于50mm。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述卤代有机污染物为五氯苯酚、六六六、三氯甲烷、邻二氯苯、三氯乙烯、二氯乙烯、四氯化碳和三溴苯酚中的至少一种有机物。

技术总结
本申请公开了一种利用还原态腐殖酸降解卤代有机污染物的方法。本申请方法能够充分利用自然环境中丰富的HA，结合化学还原手段，具有潜在的应用价值。利用HAred的还原能力和还原氧化多次循环能力构建HAred体系，去除(地下)污染水体中HOCs，实现受污染水体的化学修复，减少二次污染的风险，可为当前受HOCs污染水体治理提供新的思路；不仅如此，本申请方法利用HAred形成的还原体系，可在有氧条件下逐渐对HOCs进行完全脱卤，具有低成本、绿色、高效去除能力。本申请方法简单便捷，便于实现，成本节约。

技术研发人员：黄理志,崔忠捷
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13