CN104289515A

CN104289515A - 一种重金属污染土壤的淋洗方法

Info

Publication number: CN104289515A
Application number: CN201410567612.9A
Authority: CN
Inventors: 张景辉; 杨伟; 刘汉桥
Original assignee: TIANJIN ECOLOGY CITY ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
Current assignee: TIANJIN ECOLOGY CITY ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2015-01-21

Abstract

本发明提供一种重金属污染土壤的淋洗方法，该方法将有机酸与助剂复配成淋洗液，然后将淋洗液与重金属污染土壤在搅拌反应器内长时间充分混合，淋洗后的废液通过吸附剂移除其中重金属，剩余废液作为淋洗液循环使用。该方法通过有机酸与助剂的复配促进土壤中重金属的解吸增溶，拓宽了淋洗液的适用范围，且不对环境造成二次污染。本发明具有工艺简单、操作容易、环境友好、去除效率高、淋洗液可重复利用、节省药剂和水资源等优点。

Description

一种重金属污染土壤的淋洗方法

技术领域

本发明属于土壤重金属污染治理领域，尤其是涉及一种重金属污染土壤的淋洗方法。

背景技术

我国重金属污染的土壤占耕地总面积的1/6左右，每年被重金属污染的粮食更是高达数百万吨。部分污染场地内多呈现金属Cu、Pb、Zn等共存复合污染特征，且污染浓度较高。由于重金属的高累积性、隐蔽性以及生物难降解性等特点，不仅导致大量的土地无法耕种被搁置，而且还会通过食物链作用，危害到人体的健康。

目前国内外研究涉及到的以及实际处理过程中应用到的重金属污染土壤的治理主要有固化和去除2种途径。近年来，围绕这两种途径开发了不同的治理措施和方法，如固化、还原、农业调控、生物修复和植物修复等，但这些方法具有处理不彻底、耗时长、易产生高毒中间代谢产物和应用范围有限等缺点，因而尚未在工程上进行应用。目前工程上主要方法有以下几种：改土法、电动修复法、热处理法、玻璃花技术和土壤淋洗法。与土壤淋洗法相比，改土法、电动修复法、热处理法和玻璃化技术或存在二次污染、或适用范围小、或价格昂贵，皆有较为明显等不足。

土壤淋洗技术是一项应用性强、可彻底去除污染物、处理过程可控且速度快的土壤修复治理技术，常用于污染场地的修复治理，已在国外污染场地修复中得到了广泛的应用，并取得了良好的修复效果。其中淋洗剂的选择是修复技术的关键。已经报道的重金属淋洗剂主要是表面活性剂和酸类淋洗剂。表面活性剂分人工合成的络合剂(EDTA等)、生物表面活性剂(包括鼠李糖脂、槐糖脂、沙梵婷和皂角苷等)。EDTA因其能与大部分金属离子结合成稳定的螯合物，对土壤中的Cu，Zn，Pb，Hg，Cd和Cr等都有较高的去除效率，从而被广泛运用到重金属污染土壤的修复中，但EDTA存在价格昂贵、生物降解性较差、回收困难等问题。近年来，人们开始将生物表面活性剂代替EDTA用于土壤淋洗，但生物表面活性剂产量较低，生产成本较高。因此，目前生物表面活性剂工业规模的应用并不具有优势。酸类淋洗剂主要包括无机酸溶液(HC1和HNO₃等)、天然有机酸溶液(柠檬酸、苹果酸、草酸、丙二酸、胡敏酸及富里酸等)。无机酸能最大化的去除土壤中的重金属，并且价格低廉，但淋洗后容易导致土壤的理化性质发生改变，使土壤呈现酸，它较适合于工业废弃地重度污染的土壤。天然有机酸对重金属有较好的清除能力，酸性温和，生物降解性好，对环境没有污染，是非常有应用前景的环境友好型淋洗剂。目前采用有机酸进行单一类型金属污染土壤修复的研究已取得了一定的结果，而利用有机酸与添加剂组合复配以修复多金属污染土壤的研究及淋洗废液的处理还鲜见报道。同时，淋洗剂有效成分损失较大、回收时间长、回收浓缩的污染物难以彻底消除，易导致污染物再次进入环境***，造成二次污染。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种对重金属去除率高、淋洗液可重复利用、兼顾环境友好性和低成本的重金属污染土壤的淋洗方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种重金属污染土壤的淋洗方法，将有机酸与助剂复配成淋洗液，然后将淋洗液与重金属污染土壤在搅拌反应器内长时间充分混合，淋洗后的废液通过吸附剂移除其中重金属，剩余废液作为淋洗液循环使用。

优选地，所述复配淋洗液中有机酸为柠檬酸、苹果酸、草酸、丙二酸、胡敏酸和富里酸中的任一种或多种。

优选地，所述复配淋洗液中助剂为氯化钠。

进一步，所述复配淋洗液中有机酸与助剂的质量比5:1～2:1。

优选地，所述吸附剂为活性炭、电气石、粉煤灰中的任一种或多种。

进一步，所述废液与吸附剂的液固比为20:1～5:1。

本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，通过有机酸与少量助剂复配促进土壤中重金属的解吸增溶，拓宽了淋洗液的适用范围，淋洗液和重金属的结合体易于通过吸附剂吸附分离，且不对环境造成二次污染，尤其适合中度重金属污染土壤的大面积推广使用。本发明具有淋洗液对重金属去除率高、淋洗液可重复利用、兼顾环境友好性和低成本等因素。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例对本发明进行进一步的描述。

实施例1

将5g的铅污染土壤放入到250ml锥形瓶中，采用柠檬酸与氯化钠混配的淋洗剂，柠檬酸与氯化钠的质量比为2：1，淋洗剂与土壤的液固比为20:1，然后将其放置在磁力搅拌器上搅拌2h，之后用移液管分别将搅拌后的上清液取出约4ml放入干净的离心试管中，将离心机设置为转速5000r/min，离心10分钟，进行固液分离。再取出过滤、稀释，用原子吸收光谱仪测量溶液中重金属的浓度。同时将锥形瓶中剩余土壤使用真空泵抽滤，风干后用电子天平称重，微波消解，用原子吸收光谱仪测量土壤样品中重金属的浓度。测得淋洗后铅的去除率达到56.1％，高于单独柠檬酸作为淋洗剂时铅的去除效率44.9％。淋洗后的废液中按液固比20:1放入活性炭，经活性炭吸附后废液中93.5％的铅被移除。

实施例2

将5g的镉污染土壤放入到250ml锥形瓶中，采用柠檬酸与氯化钠混配的淋洗剂，柠檬酸与氯化钠质量比为5:1，淋洗剂与土壤的液固比为20:1，然后将其放置在磁力搅拌器上搅拌2h，之后用移液管分别将搅拌后的上清液取出约4ml放入干净的离心试管中，将离心机设置为转速5000r/min，离心10分钟，进行固液分离。再取出过滤、稀释，用原子吸收光谱仪测量溶液中重金属的浓度。同时将锥形瓶中剩余土壤使用真空泵抽滤，风干后用电子天平称重，微波消解，用原子吸收光谱仪测量土壤样品中重金属的浓度。测得淋洗后铅的去除率达到94.3％，高于单独柠檬酸作为淋洗剂时铅的去除效率44.9％。淋洗后的废液中按液固比5:1放入粉煤灰，经粉煤灰吸附后废液中84.4％的铅被移除。

实施例3

将5g的镉污染土壤放入到250ml锥形瓶中，采用草酸与氯化钠混配的淋洗剂，草酸与氯化钠质量比为4:1，淋洗剂与土壤的液固比为20:1，然后将其放置在磁力搅拌器上搅拌2h，之后用移液管分别将搅拌后的上清液取出约4ml放入干净的离心试管中，将离心机设置为转速5000r/min，离心10分钟，进行固液分离。再取出过滤、稀释，用原子吸收光谱仪测量溶液中重金属的浓度。同时将锥形瓶中剩余土壤使用真空泵抽滤，风干后用电子天平称重，微波消解，用原子吸收光谱仪测量土壤样品中重金属的浓度。测得淋洗后铅的去除率达到91.2％，高于单独草酸作为淋洗剂时铅的去除效率60.7％。淋洗后的废液中按液固比10:1放入电气石粉，经电气石粉吸附后废液中87.7％的铅被移除。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims

1.一种重金属污染土壤的淋洗方法，其特征在于：将有机酸与助剂复配成淋洗液，然后将淋洗液与重金属污染土壤在搅拌反应器内长时间充分混合，淋洗后的废液通过吸附剂移除其中重金属，剩余废液作为淋洗液循环使用。

2.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的淋洗方法，其特征在于：所述复配淋洗液中有机酸为柠檬酸、苹果酸、草酸、丙二酸、胡敏酸和富里酸中的任一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的重金属污染土壤的淋洗方法，其特征在于：所述复配淋洗液中助剂为氯化钠。

4.根据权利要求3所述的重金属污染土壤的淋洗方法，其特征在于：所述复配淋洗液中有机酸与助剂的质量比5:1～2:1。

5.根据权利要求1、2或4任一项所述的重金属污染土壤的淋洗方法，其特征在于：所述吸附剂为活性炭、电气石、粉煤灰中的任一种或多种。

6.根据权利要求5所述的重金属污染土壤的淋洗方法，其特征在于：所述废液与吸附剂的液固比为20:1～5:1。