CN104801539A - 利用还原脱氯酶修复卤代烃污染场地的方法 - Google Patents
利用还原脱氯酶修复卤代烃污染场地的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104801539A CN104801539A CN201510177047.XA CN201510177047A CN104801539A CN 104801539 A CN104801539 A CN 104801539A CN 201510177047 A CN201510177047 A CN 201510177047A CN 104801539 A CN104801539 A CN 104801539A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- enzyme
- reductive dechlorination
- contaminated
- halohydrocarbon
- contaminated site
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 title claims abstract description 64
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000006042 reductive dechlorination reaction Methods 0.000 title abstract 9
- 150000005826 halohydrocarbons Chemical class 0.000 title abstract 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 21
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 32
- 238000006298 dechlorination reaction Methods 0.000 claims description 30
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 claims description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims description 10
- 229920002491 Diethylaminoethyl-dextran Polymers 0.000 claims description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 6
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 14
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract description 9
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract description 9
- 238000005067 remediation Methods 0.000 abstract description 4
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 abstract description 2
- MZVQCMJNVPIDEA-UHFFFAOYSA-N [CH2]CN(CC)CC Chemical group [CH2]CN(CC)CC MZVQCMJNVPIDEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229940052308 general anesthetics halogenated hydrocarbons Drugs 0.000 description 26
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 7
- 108010029541 Laccase Proteins 0.000 description 5
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Perchloroethylene Chemical group ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229950011008 tetrachloroethylene Drugs 0.000 description 5
- 229960002415 trichloroethylene Drugs 0.000 description 5
- UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N trichloroethylene Natural products ClCC(Cl)Cl UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical group ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000031320 Teratogenesis Diseases 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- -1 chlorine halocarbon Chemical class 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000003317 industrial substance Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种污染场地修复方法，主要用于卤代烃污染物为主的污染场地的修复，具体涉及使用还原脱氯酶修复。本发明利用还原脱氯酶对卤代烃污染物的特定高效性，提出了一种延长还原脱氯酶的活性的方法，以此达到快速、彻底清除污染场地深处卤代烃DNAPLs污染物的。本发明提供的利用还原脱氯酶修复卤代烃污染场地的方法，包括将生物酶注射入卤代烃污染场地的地下并传递到污染源区域降解污染物，其特征是：所述的生物酶是还原脱氯酶，并将还原脱氯酶制备成液体状酶制剂，酶制剂中含有还原脱氯酶、二乙基氨乙基合成血浆和高分子醇。发明所制备出的还原脱氯酶制剂中酶的活性可以维持在一个星期以上，保证了用于场地修复的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种污染场地修复方法，主要用于卤代烃污染物为主的污染场地的修复，具体涉及使用还原脱氯酶修复。
背景技术
作为常用化工原料，卤代烃被用作有机溶剂大量使用于干洗、机械加工以及电子加工等行业。大量的卤代烃会从埋在地下的储备罐中泄露或者在使用后以废弃物的形式被释放到环境中。卤代烃对人体产生致癌、致畸、致突变的三致作用，具有极强的毒性，因而一旦被释放到环境中，会给人体健康及环境生态安全带来极大风险。卤代烃因其密度比水大、溶解度相对较小，因此，当卤代烃从以废弃物的形式被排出或从地下储备罐中泄露后会一直下沉到地下含水层中并形成一种重的非水相液体（dense non-aqueous phase liquid, DNAPL)，作为一种长期污染源缓慢地向周围地下水体中释放卤代烃有机物，造成下游地下水污染。
常见的卤代烃污染场地的修复方法有气相抽提法（SVE)、生物修复法、化学氧化/还原修复法以及植物修复方法等。由于卤代烃污染物通常以DNAPLs的形态存在于污染场地的地下含水层中，上述的常见修复方法中所使用试剂或气体都较难以接触到DNAPLs污染源，因此，通常不能达到修复要求。植物和微生物修复污染场地方法本质上归根结底都是通过酶作用降解有机污染物或者还原固化重金属污染物。生物酶因具有很强的单一选择性以及快速的降解污染物的特性，被广泛用于多种污水的治理。专利（CN 101214493 B）报道了利用漆酶氧化污染土壤中的DDT的方法，主要是通过将漆酶投加到污染土壤中直接催化降解残留在土壤中的DDT，要求土壤湿度保持在15%，结果发现在第一天和中间的第十一天各向每克土中投加3 ug的漆酶后，修复25天后，DDT在土壤中的浓度降低到了初始浓度的一半以下。但该方法使用的漆酶是一种氧化酶，而DDT很难被彻底氧化，同时，生物酶的活性较短，影响了将其用于污染场地修复的使用效果。此外，该方法仅限于使用漆酶对污染土壤进行修复，对于易于沉积到了污染场地深处至含水层中的卤代烃污染物难以产生修复效果。
发明内容
鉴于上述提及的多种修复技术对卤代烃DNAPLs污染场地的各种不足，本发明提供一种可快速、彻底清除污染场地深处卤代烃DNAPLs污染物的方法。
本发明利用还原脱氯酶对卤代烃污染物的特定高效性，提出了一种延长还原脱氯酶的活性的方法，以此达到快速、彻底清除污染场地深处卤代烃DNAPLs污染物的。
本发明提供的利用还原脱氯酶修复卤代烃污染场地的方法，包括将生物酶注射入卤代烃污染场地的地下并传递到污染源区域降解污染物，其特征是：所述的生物酶是还原脱氯酶，并将还原脱氯酶制备成液体状酶制剂，酶制剂中含有还原脱氯酶、二乙基氨乙基合成血浆和高分子醇。
由于生物酶对污染物具有特定的专一选择性以及高反应活性，用于污染场地修复时，可实现快速、彻底修复的目的。还原脱氯酶对卤代烃具有特定的选择性和高活性并且可将卤代烃中的卤素原子彻底还原脱除，最终生成无毒无害的烃类。将还原脱氯酶溶于二乙基氨乙基合成血浆和高分子醇的混合液中制备成酶制剂可长期维持还原脱氯酶的活性（如一周），进而可将其注入污染场地地下并被传送到污染场地深层处的卤代烃污染源区域，进而达到快速、彻底地消除卤代烃污染物的目的。
考虑到注射入卤代烃污染场地地下的还原脱氯酶制剂具有足够的反应能力以及其活性可以被维持足够长的时间，并考虑到成本因素，因此，配置的还原脱氯酶酶制剂中的还原脱氯酶的质量含量优选范围在100 mg/L-3 g/L，二乙基氨乙基合成血浆和高分子醇在酶制剂中的合计质量含量优选范围在2-8 g/L，其余成分为水。
由于生物酶对温度和所处的水环境的pH值具有很强的敏感性，在较低温度时，生物酶几乎不显示活性，而温度较高时，活性也会被极大地减弱，因此，发明中的还原脱氯酶酶制剂的优选适用环境温度范围为10℃-40℃，水环境的pH值范围在4-8.5。
为了保证还原脱氯酶制剂在注射入卤代烃污染场地地下后，还原脱氯酶可以被快速、有效地运送到卤代烃污染源区域，在向卤代烃污染场地地下注射发明的还原脱氯酶制剂时，优选的注射速率范围在1 L/min-20 L/min。
以下通过具体实施方式说明本发明提供的还原脱氯酶制剂的使用细节。
具体实施方式
实施例1
本发明中所提供的利用还原脱氯酶修复卤代烃污染场地的方法，按照以下步骤实施：
1）污染场地调查发现，目标污染场地污染源区域的面积为20 m2，污染深度为8 m，污染物为三氯乙烯和四氯乙烯的混合物的污染物场地中，污染场地的地下水中三氯乙烯和四氯乙烯的浓度分别为215 mg/L和183 mg/L，并发现有氯卤烃DNAPLs存在；
2）在污染场地的污染源区域的地下水的上游处挖掘有两个注射井，污染源区域下的地下水下游处挖掘有两个注射井，在注射井和抽提井的中间挖掘有一个检测井。注射井、抽提井以及检测井距离地面的深度均为8 m；
3）在上述污染场地上，将购得的商用2000 g还原脱氯酶投加到2000 L的二乙基氨乙基合成血浆和高分子醇的混合物中（其中二乙基氨乙基合成血浆和高分子醇的合计质量含量为5 g/L）,混匀，制备得到含有还原脱氯酶浓度为1 g/L的酶制剂，备用；
4）将2000 L上述酶制剂通过蠕动泵通过上述污染源区域内的两口注射井注射入污染源区域，每口井均以5 L/min。在注射酶制剂的同时，需要通过上述污染源区域内的两口抽提井抽提地下水，每口井的抽提速率也均为5 L/min，注射完成后立即停止抽提地下水；
5）注射过程以及注射后从检测井中取地下水样，其中取地下水样的频率为每天一次，分析所取的地下水样中的三氯乙烯和四氯乙烯的浓度。结果发现，在注射完修复24天后，地下水中三氯乙烯和四氯乙烯的浓度分别降低到15 mg/L和12 mg/L,分别到到了93.1%和93.4%的降解效果，并且在注射完修复24天后，没有发现三氯乙烯或四氯乙烯的代谢中间产物：二氯乙烯和氯乙烯。
Claims (3)
1.一种利用还原脱氯酶修复卤代烃污染场地的方法，包括将生物酶注射入卤代烃污染场地的地下并传递到污染源区域降解污染物，其特征是：所述的生物酶是还原脱氯酶，并将还原脱氯酶制备成液体状酶制剂，酶制剂中含有还原脱氯酶、二乙基氨乙基合成血浆和高分子醇。
2.按照权利要求1所述的利用还原脱氯酶修复卤代烃污染场地的方法，其特征是：所说的还原脱氯酶在酶制剂中的质量含量范围在100 mg/L-3 g/L，所说的二乙基氨乙基合成血浆和高分子醇在酶制剂中的合计质量含量范围在2-8 g/L，其余成分为水。
3.按照权利要求1或2所述的一种利用还原脱氯酶修复卤代烃污染场地的方法，其特征是：还原脱氯酶制剂的注射速率范围在1 L/min-20 L/min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510177047.XA CN104801539B (zh) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | 利用还原脱氯酶修复卤代烃污染场地的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510177047.XA CN104801539B (zh) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | 利用还原脱氯酶修复卤代烃污染场地的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104801539A true CN104801539A (zh) | 2015-07-29 |
| CN104801539B CN104801539B (zh) | 2016-04-27 |
Family
ID=53686976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510177047.XA Active CN104801539B (zh) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | 利用还原脱氯酶修复卤代烃污染场地的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104801539B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005245344A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Kokusai Kogyo Co Ltd | 汚染物質の自然減衰能予測方法 |
| CN101214493A (zh) * | 2007-12-29 | 2008-07-09 | 华南农业大学 | 一种修复ddt污染土壤的方法 |
| CN103333823A (zh) * | 2013-06-14 | 2013-10-02 | 大连理工大学 | 一种修复多卤代烃污染土壤菌剂的制备方法及其应用 |
-
2015
- 2015-04-15 CN CN201510177047.XA patent/CN104801539B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005245344A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Kokusai Kogyo Co Ltd | 汚染物質の自然減衰能予測方法 |
| CN101214493A (zh) * | 2007-12-29 | 2008-07-09 | 华南农业大学 | 一种修复ddt污染土壤的方法 |
| CN103333823A (zh) * | 2013-06-14 | 2013-10-02 | 大连理工大学 | 一种修复多卤代烃污染土壤菌剂的制备方法及其应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104801539B (zh) | 2016-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2828208B1 (en) | Organic acid activation of persulfates | |
| AU2013235063B2 (en) | Environmental remediation process | |
| Molnar et al. | Enhanced biodegradation of transformer oil in soils with cyclodextrin–from the laboratory to the field | |
| CN104801536B (zh) | 利用化学淋洗与微生物相结合修复卤代烃污染场地的方法 | |
| CN103639190A (zh) | 一种利用氨基三甲叉膦酸修复铅污染土壤的方法 | |
| KR100798763B1 (ko) | 유류오염 토양정화를 위한 지중 열탈착 방법과 장치 | |
| CN103639193A (zh) | 一种有机污染场地土壤的循环原位化学氧化还原方法 | |
| CN108328856B (zh) | 一种低浓度有机污染地下水的原位修复工艺及其应用 | |
| JP3215102B2 (ja) | 汚染土壌の浄化方法 | |
| JP5868373B2 (ja) | 汚染物質含有地下水及び土壌の浄化方法 | |
| JP4240026B2 (ja) | 汚染土壌及び／又は地下水の浄化方法 | |
| CN104801539B (zh) | 利用还原脱氯酶修复卤代烃污染场地的方法 | |
| JP2005279548A (ja) | 汚染土壌の浄化方法 | |
| Sorel et al. | Vitamin B12 and reduced titanium for remediation of residual chlorinated solvents: field experiment | |
| KR101994436B1 (ko) | 유류로 오염된 토양오염 정화방법 및 그 시스템 | |
| Salami et al. | Remediation of contaminated groundwater: An overview | |
| Huff | Application of emulsified zero‐valent iron: Four full‐scale remediation sites | |
| Fam et al. | Successful full‐scale enhanced anaerobic dechlorination at a NAPL strength 1, 1, 1‐TCA source area | |
| JP6639947B2 (ja) | 帯水層の浄化方法 | |
| JP2009154057A (ja) | 油汚染土壌及び地下水の浄化方法 | |
| JP2010005516A (ja) | 土壌・河川・汚染水の浸透式浄化法 | |
| MacFarlane et al. | Field‐scale evaluation of a biobarrier for the treatment of a trichloroethene plume | |
| De Flaun et al. | Application of bioaugmentation for TCE DNAPL in fractured bedrock | |
| JP2008272553A (ja) | 土壌または地下水の処理法 | |
| Hunter | In situ removal of perchlorate from groundwater. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190305 Address after: 251100 Qilu high tech Development Zone, Qihe County, Dezhou, Shandong Patentee after: Shandong Bi Quan Environmental Engineering Technology Co., Ltd. Address before: Room 108, Training Base Office Building, Shandong Vocational College, 62 Jiefang Road, Jinan City, Shandong Province Patentee before: Liu Xiaoyong |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Method for repairing halogenated hydrocarbon contaminated site by reducing dechlorination enzyme Effective date of registration: 20211119 Granted publication date: 20160427 Pledgee: Shandong Qihe Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: SHANDONG BIQUAN ENVIRONMENT ENGINEERING TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980012821 |