CN106433653A - 一种用于修复Cd、Pb污染土壤的复合淋洗剂及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于修复Cd、Pb污染土壤的复合淋洗剂及其使用方法，属于土壤修复技术邻域。该淋洗剂主要由两部分组成：EDTA和有机酸，其中有机酸包括草酸、乳酸、柠檬酸、腐植酸、富里酸中的一种或几种。其应用方法包括如下步骤：(1)将污染土壤进行简单的破碎，过筛、除去较大的杂物和石头；(2)污染土壤中，加入淋洗剂，保持土水比为1:5—1:10，同土壤一起搅拌2‑4h；(3)固液分离后，淋洗剂经过处理可回收利用，污染土壤加入复合淋洗剂再次搅拌3‑6h；(4)固液分离，加入自来水清洁淋洗，即可得到干净的土壤。本发明利用多步淋洗，不同浓度的复合淋洗剂，可以有效降低土壤中的Cd和Pb，是一种真正实用、经济可行的淋洗方式。

Description

一种用于修复Cd、Pb污染土壤的复合淋洗剂及其使用方法
技术邻域
本发明属于污染土壤修复技术领域，具体涉及化学淋洗修复中的淋洗剂制备和使用方法。
背景技术
由于人类经济活动产生的污染不断增加，目前世界上许多地区土壤污染面积不断扩大，土壤受重金属污染问题表现得尤为突出。含重金属污水灌溉农田、污泥的农业利用、化肥农药的施用以及矿区飘尘的沉降，使地球上的许多土壤已经或即将被重金属污染。土壤重金属污染可以导致严重的直接经济损失，使食物品质不断下降，危害人体健康，还会导致其它环境问题。土壤重金属污染及其治理方法的研究已经成为迫在眉睫的问题。
土壤重金属污染的治理和修复按其原理大致可分为物理、化学、生物、农业等几大类方法。其中,化学淋洗法具有适用范围广、方法手段多、见效快、处理容量大、效果显著等特点,具有较好的实际应用前景。
化学淋洗的关键是寻找有效的淋洗剂，从环保角度讲淋洗液最好直接使用清水，但这种方法淋洗效率不高，为提高淋洗液的洗脱效率，淋洗过程会添加化学试剂、表面活性剂、离子络合剂等。EDTA作为一种螯合剂，其作用机理就是首先通过螯合作用，将吸附在土壤颗粒及胶体表面重金属离子解络下来，然后再利用自身强的螯合作用和重金属离子形成强的螯体，从土壤中分离出来。本发明是利用螯合剂EDTA和有机酸相结合，制备一种新型高效的化学淋洗剂，用于快速去除污染土壤重金属，同时本发明提供了一种复合淋洗剂的使用方法。
发明内容
本发明主要提供了一种用于修复Cd、Pb污染土壤的复合淋洗剂及其使用方法，该淋洗剂主要由两部分组成，即EDTA和有机酸。同时提供了该淋洗剂的使用方法，有利于发挥淋洗剂的最大效果。主要包括以下内容：
一种用于修复Cd、Pb污染土壤的复合淋洗剂，其特征在于，所述淋洗剂主要由两部分组成即EDTA和有机酸，其中有机酸选自草酸、乳酸、柠檬酸、腐植酸、富里酸中的一种或几种，本发明的淋洗剂由这两部分复配而成。复合淋洗剂中EDTA的浓度为0.03—0.1mol/L，有机酸浓度为0.1—0.3mol/L。
一种用于修复Cd、Pb污染土壤的复合淋洗剂的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)土壤的预处理，将污染土壤进行简单的破碎，过筛、除去杂物和石头等，方便后续的化学淋洗修复；
(2)污染土壤中，加入淋洗剂，淋洗剂为复合淋洗剂和与复合淋洗剂同体积的水组成，保持土水质量比为1:5—1:10，土水质量比中的水为复合淋洗剂和水的总质量，混合均匀后同土壤一起搅拌2-4h；
(3)固液分离后，淋洗液经过处理可回收利用，固液分离后污染土壤加入复合淋洗剂再次搅拌3-6h；
(4)固液分离后，加入自来水清洁淋洗，排出的淋洗液经过水处理之后循环利用，清洁土壤可直接回填。
所述一种用于修复Cd、Pb污染土壤的复合淋洗剂的应用方法，其特征在于，步骤(1)中土壤预处理的目的主要是挑出不需要处理和干扰性物质，提高化学淋洗的效率。
所述一种用于修复Cd、Pb污染土壤的复合淋洗剂的应用方法，其特征在于，步骤(2)中所用淋洗剂为复合淋洗剂加同体积的水溶液，即混合淋洗剂为1/2浓度的复合淋洗剂。
所述一种用于修复Cd、Pb污染土壤的复合淋洗剂的应用方法，其特征在于，步骤(3)中淋洗剂为复合淋洗剂，步骤(2)和步骤(3)淋洗过程，先使用较低浓度的淋洗剂去除可溶性的重金属，再用较高浓度的淋洗剂改变土壤重金属的形态，使结合态的重金属转变为可溶解态的金属，从而提高化学淋洗的效果。
所述一种用于修复Cd、Pb污染土壤的复合淋洗剂的应用方法，其特征在于，步骤(4)中多次淋洗之后采用水作为淋洗剂，进行清洁淋洗，减少土壤中淋洗剂的残留，同时进一步林洗掉土壤表层吸附的重金属离子。淋洗结束后的淋洗液经固液分离，使用物理化学的方法将淋洗剂中的重金属进行回收，淋洗剂回收再利用。
本发明一种用于修复Cd、Pb污染土壤的复合淋洗剂的应用方法，其特征在于，化学淋洗过程中保持土水比为1:5—1:10，能够更加高效的发挥淋洗剂的淋洗效果。
本发明公开的一种修复重金属污染土壤的淋洗剂及其应用方法，可促进土壤中金属的溶解、络合、解离，其中EDTA主要起到络合重金属的作用，有机酸能够降低土壤溶液的pH值，同时可以络合和溶解重金属离子，二者共同促使重金属离子溶解于淋洗剂之中，从而将重金属离子从土壤之中去除。该淋洗剂的各组分均可被土壤微生物降解，不会造成土壤的二次污染，同时该淋洗剂使用原料较为普遍，容易获得，配置过程简单方便，具有较好的经济效益。
具体实施方法
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
称取5.00g重金属含Cd和Pb污染的土壤，其中Cd和Pb的浓度分别为18.6mg/kg、549.6mg/kg。土壤使用之前经过预处理，挑选出树枝、石头等，磨碎后过100目筛备用。淋洗剂为EDTA和柠檬酸溶液，EDTA和柠檬酸的浓度分别为0.05mol/L、0.1mol/L；加入1+1的淋洗剂40ml(土水比为1:8)与100ml的离心管中，室温下置于摇床中250r/min震荡3h，3000转/min离心20分钟，固液分离后弃去上清液。残留土壤继续加40ml淋洗液(原液)震荡5h，3000转/min离心20分钟，固液分离后弃去上清液。残留土壤经过水清洗震荡之后即可得到干净的土。取淋洗后的土测定土壤中剩余的Cd和Pb含量，得淋洗后土壤中Cd和Pb浓度分别为1.38mg/kg、108.3mg/kg，经过淋洗后的土壤Cd和Pb的降低率分别为92.6％、80.3％。
实施例2
试验利用EDTA和腐植酸的混合淋洗剂对Cd和Pb污染的土壤进行化学淋洗修复，混合淋洗剂中EDTA和腐植酸的浓度分别为0.03mol/L、0.2mol/L，控制淋洗过程的固液比为1：10，震荡时间为3h，固液分离后弃去上清液，残留土壤经过水清洗震荡之后即可得到干净的土。淋洗前后土壤重金属Cd和Pb含量的变化如下表所示。
由试验结果可知，经过EDTA和腐植酸的混合淋洗剂淋洗后土壤Cd的降低率为87.1％、84.3％；土壤Pb的降低率为68.5％、71.9％。经过淋洗后土壤重金属含量有很大程度的降低。

Claims (8)

1.一种用于修复Cd、Pb污染土壤的复合淋洗剂，其特征在于，所述淋洗剂主要由两部分组成即EDTA和有机酸，复合淋洗剂中EDTA的浓度为0.03—0.1mol/L，有机酸浓度为0.1—0.3mol/L。
2.按照权利要求1所述的一种用于修复Cd、Pb污染土壤的复合淋洗剂，其特征在于，有机酸选自草酸、乳酸、柠檬酸、腐植酸、富里酸中的一种或几种。
3.权利要求1所述的用于修复Cd、Pb污染土壤的复合淋洗剂的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)土壤的预处理，将污染土壤进行简单的破碎，过筛、除去杂物和石头等，方便后续的化学淋洗修复；
(2)污染土壤中，加入淋洗剂，淋洗剂为复合淋洗剂和与复合淋洗剂同体积的水组成，保持土水质量比为1:5—1:10，土水质量比中的水为复合淋洗剂和水的总质量，混合均匀后同土壤一起搅拌2-4h；
(3)固液分离后，淋洗液经过处理可回收利用，污染土壤加入步骤(2)中淋洗剂再次搅拌3-6h；
(4)固液分离后，加入自来水清洁淋洗，排出的淋洗液经过水处理之后循环利用，清洁土壤可直接回填。
4.按照权利要求3的方法，其特征在于，步骤(1)中土壤预处理的目的主要是挑出不需要处理和干扰性物质，提高化学淋洗的效率。
5.按照权利要求3的方法，其特征在于，步骤(2)中所用淋洗剂为复合淋洗剂加同体积的水溶液，即混合淋洗剂为1/2浓度的复合淋洗剂。
6.按照权利要求3的方法，其特征在于，步骤(3)中淋洗剂为复合淋洗剂，步骤(2)和步骤(3)淋洗过程，先使用较低浓度的淋洗剂去除可溶性的重金属，再用较高浓度的淋洗剂改变土壤重金属的形态，使结合态的重金属转变为可溶解态的金属，从而提高化学淋洗的效果。
7.按照权利要求3的方法，其特征在于，步骤(4)中多次淋洗之后采用水作为淋洗剂，进行清洁淋洗，减少土壤中淋洗剂的残留，同时进一步林洗掉土壤表层吸附的重金属离子。
8.按照权利要求3的方法，其特征在于，淋洗结束后的淋洗液经固液分离，使用物理化学的方法将淋洗剂中的重金属进行回收，淋洗剂回收再利用。
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