CN111842473A - 一种利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用高分子醇类螯合剂处理含铜污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，向待处理的含重金属污染土壤中加入高分子醇类螯合剂搅拌混合均匀，高分子醇类螯合剂的添加量为含重金属污染土壤的质量的5％‑7％；步骤二，加入去离子水搅拌混合均匀；步骤三，进行恒温养护至少7天。该方法对污染土壤中的铜离子的去除率可达到98％以上，且具有长期性；且该方法不会析出有毒物质，不会产生二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域，特别涉及一种利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法。
背景技术
铜是人体必需的一种微量元素，也是人类最早发现和使用的金属。近年来，随着电镀、化工、矿产等行业的快速发展，环境中重金属污染日益增加，污染场地中的土壤中含铜量已超过土壤背景值的几倍甚至几十倍，这已经远远超出土壤环境的承受能力，不仅对植物、动物和土壤中的微生物构成威胁，甚至对整个生态***的稳定和人类的健康安全构成了一定的威胁。
目前修复铜污染土壤的技术主要有改土法、淋洗法、热处理法、固化稳定化法、微生物修复法等。其中采用换土法存在去除的污染土壤占地、泄露及二次污染等问题；微生物修复的周期通常长达数月，采用微生物修复法存在周期长、效果慢的缺点。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法。
本发明提供的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，向待处理的含重金属污染土壤中加入高分子醇类螯合剂搅拌混合均匀，高分子醇类螯合剂的添加量为含重金属污染土壤的质量的5％-7％；步骤二，加入去离子水搅拌混合均匀；步骤三，进行恒温养护至少7天。
进一步地，在本发明提供的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法中，还具有这样的特征：其中，
进一步地，在本发明提供的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法中，还具有这样的特征：其中，高分子醇类螯合剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇的任意一种或几种的组合。
优选地，高分子醇类螯合剂为聚乙烯醇或聚乙二醇。
进一步地，在本发明提供的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法中，还具有这样的特征：其中，含重金属污染土壤为含铜污染土壤。
进一步地，在本发明提供的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法中，还具有这样的特征：其中，含铜污染土壤中铜离子的含量为400-600mg/L。
进一步地，在本发明提供的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法中，还具有这样的特征：其中，含铜污染土壤为砂土、黏土、粉土中的任意一种类型的土壤。
进一步地，在本发明提供的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法中，还具有这样的特征：其中，步骤二中加入去离子水使得土壤含水率达到(25±1)％。
进一步地，在本发明提供的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法中，还具有这样的特征：其中，步骤三中恒温养护为将土壤置于恒温培养箱中进行养护，恒温养护箱的设定温度为25±1℃。
进一步地，在本发明提供的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法中，还具有这样的特征：其中，步骤三的养护过程中，每天测试一次含水率，并添加去离子水使得土壤含水率保持在(25±1)％。
本发明的有益效果：
1)本发明提供的利用高分子醇类螯合剂处理含铜污染土壤的方法，通过向污染土壤中添加特定比例的高分子醇类螯合剂，并进行相应的后续操作，通过螯合作用，高分子醇类螯合剂与污染物中的Cu2+反应生成铜的螯合物，使得Cu2+包含在螯合物内，且反应生成的Cu2+的螯合物稳定，达到限制土壤重金属的释放和降低Cu2+在污染物中的迁移性的目的。此类高分子醇类螯合剂与铜离子结合稳定，不会析出有毒物质，不会产生二次污染。
2)该方法对污染土壤中的铜离子的去除率可达到98％以上(除去的铜离子含量占修复前铜离子总含量的比例即为达到的修复率)，短期内(7天以上)即可达到良好的修复效果，且具有长期性，对铜的稳定有十分优异的效果。
3)该方法适用于各类型土壤，不受土质限制。
4)该方法中采用的高分子醇类螯合剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇的任意一种或几种的组合，优选聚乙烯醇、聚乙二醇，其为工业级醇，价格低廉，易获得，有利于该方法推广。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例对本发明的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法作具体阐述，以下实施方式为本发明的具体案例，并不用来限制本发明的保护范围。
<实施例1>
步骤一，取1000g含铜污染的砂土(含铜量为453.1mg/L)，置于1L烧杯中。加入50g的聚乙烯醇金属螯合剂搅拌混匀。
步骤二，加入去离子水搅拌混合均匀，使得土壤含水率在25％左右，即含水率为(25±1)％；
步骤三，将步骤二得到的土壤置于恒温培养箱(温度25±1℃)中进行养护，养护时间为至少7天。养护过程中每天测试一次含水率，并添加适量去离子水保持土壤含水率在(25±1)％。
分析检测：保证养护条件不变的情况下，每隔7d，1个月和3个月取样品进行相应的分析检测，未取出样品继续进行养护。
参照HJ/T299-2007《固体废物-浸出毒性浸出方法-硫酸硝酸法》对稳定后的土壤进行毒性(铜)浸出试验，铜浸出浓度按标准GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》中的测定。同时为了进一步检测稳定效果的长期性，采用多次重复浸出实验对本稳定剂处理后的铜污染土壤进行长期浸出实验，经过测定，得到铜的浸出浓度≤35.2mg/L，根据《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中铜的鉴别标准，处理后污染土壤为非危险废物。
表1.实施例1的检测结果(铜的浸出浓度及修复效率)
根据表1可看出，在含铜污染砂土中添加高分子醇类螯合剂，能达到良好的修复效果，且具有长期稳定性。
<实施例2>
步骤一，取1000g含铜污染的黏土(含铜量为503.4mg/L)，置于1L烧杯中。加入50g的聚乙烯醇金属螯合剂搅拌混匀。
步骤二，加入去离子水搅拌混合均匀，使得土壤含水率在25％左右，即含水率为(25±1)％；
步骤三，将步骤二得到的土壤置于恒温培养箱(温度25±1℃)中进行养护，养护时间为至少7天。养护过程中每天测试一次含水率，并添加适量去离子水保持土壤含水率在(25±1)％。
分析检测：保证养护条件不变的情况下，每隔7d，1个月和3个月取样品进行相应的分析检测，未取出样品继续进行养护。
参照HJ/T299-2007《固体废物-浸出毒性浸出方法-硫酸硝酸法》对稳定后的土壤进行毒性(铜)浸出试验，铜浸出浓度按标准GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》中的测定。同时为了进一步检测稳定效果的长期性，采用多次重复浸出实验对本稳定剂处理后的铜污染土壤进行长期浸出实验，经过测定，得到铜的浸出浓度≤35.2mg/L，根据《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中铜的鉴别标准，处理后污染土壤为非危险废物。
表2.实施例2的检测结果(铜的浸出浓度及修复效率)
根据表2可看出，在含铜污染黏土中添加高分子醇类螯合剂，能达到良好的修复效果，且具有长期稳定性。
<实施例3>
步骤一，取1000g含铜污染的粉土(含铜量为478.5mg/L)，置于1L烧杯中。加入50g的聚乙烯醇金属螯合剂搅拌混匀。
步骤二，加入去离子水搅拌混合均匀，使得土壤含水率在25％左右，即含水率为(25±1)％；
步骤三，将步骤二得到的土壤置于恒温培养箱(温度25±1℃)中进行养护，养护时间为至少7天。养护过程中每天测试一次含水率，并添加适量去离子水保持土壤含水率在(25±1)％。
分析检测：保证养护条件不变的情况下，每隔7d，1个月和3个月取样品进行相应的分析检测，未取出样品继续进行养护。
参照HJ/T299-2007《固体废物-浸出毒性浸出方法-硫酸硝酸法》对稳定后的土壤进行毒性(铜)浸出试验，铜浸出浓度按标准GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》中的测定。同时为了进一步检测稳定效果的长期性，采用多次重复浸出实验对本稳定剂处理后的铜污染土壤进行长期浸出实验，经过测定，得到铜的浸出浓度≤35.2mg/L，根据《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中铜的鉴别标准，处理后污染土壤为非危险废物。
表3.实施例3的检测结果(铜的浸出浓度及修复效率)
根据表3可看出，在含铜污染粉土中添加高分子醇类螯合剂，能达到良好的修复效果，且具有长期稳定性。
<实施例4>
步骤一，取1000g含铜污染的砂土(含铜量为415.3mg/L)，置于1L烧杯中。加入55g的聚乙二醇金属螯合剂搅拌混匀。
步骤二，加入去离子水搅拌混合均匀，使得土壤含水率在25％左右，即含水率为(25±1)％；
步骤三，将步骤二得到的土壤置于恒温培养箱(温度25±1℃)中进行养护，养护时间为至少7天。养护过程中每天测试一次含水率，并添加适量去离子水保持土壤含水率在(25±1)％。
分析检测：保证养护条件不变的情况下，每隔7d，1个月和3个月取样品进行相应的分析检测，未取出样品继续进行养护。
参照HJ/T299-2007《固体废物-浸出毒性浸出方法-硫酸硝酸法》对稳定后的土壤进行毒性(铜)浸出试验，铜浸出浓度按标准GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》中的测定。同时为了进一步检测稳定效果的长期性，采用多次重复浸出实验对本稳定剂处理后的铜污染土壤进行长期浸出实验，经过测定，得到铜的浸出浓度≤35.2mg/L，根据《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中铜的鉴别标准，处理后污染土壤为非危险废物。
表4.实施例4的检测结果(铜的浸出浓度及修复效率)
根据表4可看出，在含铜污染砂土中添加高分子醇类螯合剂，能达到良好的修复效果，且具有长期稳定性。
<实施例5>
步骤一，取1000g含铜污染的黏土(含铜量为562.7mg/L)，置于1L烧杯中。加入70g的聚乙二醇金属螯合剂搅拌混匀。
步骤二，加入去离子水搅拌混合均匀，使得土壤含水率在25％左右，即含水率为(25±1)％；
步骤三，将步骤二得到的土壤置于恒温培养箱(温度25±1℃)中进行养护，养护时间为至少7天。养护过程中每天测试一次含水率，并添加适量去离子水保持土壤含水率在(25±1)％。
分析检测：保证养护条件不变的情况下，每隔7d，1个月和3个月取样品进行相应的分析检测，未取出样品继续进行养护。
参照HJ/T299-2007《固体废物-浸出毒性浸出方法-硫酸硝酸法》对稳定后的土壤进行毒性(铜)浸出试验，铜浸出浓度按标准GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》中的测定。同时为了进一步检测稳定效果的长期性，采用多次重复浸出实验对本稳定剂处理后的铜污染土壤进行长期浸出实验，经过测定，得到铜的浸出浓度≤35.2mg/L，根据《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中铜的鉴别标准，处理后污染土壤为非危险废物。
表5.实施例5的检测结果(铜的浸出浓度及修复效率)
根据表5可看出，在含铜污染黏土中添加高分子醇类螯合剂，能达到良好的修复效果，且具有长期稳定性。
根据表1～5数据可知，针对不同类型的含铜污染土壤，高分子醇类螯合剂都有着良好的修复效果，不受土质限制，具有一定的广泛适用性。
利用高分子醇中所含的羟基与金属反应，生成的产物不会造成二次污染。高分子醇类螯合剂与铜离子反应生成螯合物后，能固定铜离子，达到限制铜离子迁移的目的，与微生物修复等其他修复技术相比，使用高分子螯合剂能提高污染土壤的修复速率；能适用于各类性质的土壤，不受土质限制；且所用醇为工业级醇，易获得，具有一定的推广意义。
Claims (8)
1.一种利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，向待处理的含重金属污染土壤中加入高分子醇类螯合剂搅拌混合均匀，所述高分子醇类螯合剂的添加量为所述含重金属污染土壤的质量的5％-7％；
步骤二，加入去离子水搅拌混合均匀；
步骤三，进行恒温养护至少7天。
2.如权利要求1所述的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法，其特征在于：
其中，所述高分子醇类螯合剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇的任意一种或几种的组合。
3.如权利要求1所述的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法，其特征在于：
其中，所述含重金属污染土壤为含铜污染土壤。
4.如权利要求3所述的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法，其特征在于：
其中，所述含铜污染土壤中铜离子的含量为400-600mg/L。
5.如权利要求4所述的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法，其特征在于：
其中，所述含铜污染土壤为砂土、黏土、粉土中的任意一种类型的土壤。
6.如权利要求1所述的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法，其特征在于：
其中，步骤二中加入去离子水使得土壤含水率达到(25±1)％。
7.如权利要求6所述的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法，其特征在于：
其中，步骤三中所述恒温养护为将土壤置于恒温培养箱中进行养护，恒温养护箱的设定温度为25±1℃。
8.如权利要求6所述的利用高分子醇类螯合剂处理含重金属污染土壤的方法，其特征在于：
其中，步骤三的养护过程中，每天测试一次含水率，并添加去离子水使得土壤含水率保持在(25±1)％。
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Non-Patent Citations (3)
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