CN114515750A - 一种修复砷氟复合污染土壤淋洗剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种修复砷氟复合污染土壤淋洗剂及其使用方法，该淋洗剂包括柠檬酸、草酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、磷酸二氢钾和水，柠檬酸、草酸、EDTA、磷酸二氢钾溶液配比为(1‑2)：(3‑5)：(1‑3)：(1‑2)；该淋洗剂在砷氟复合污染土壤修复中的使用方法为：首先制备砷氟复合污染土壤淋洗剂，将淋洗剂加入污染土壤在15‑40℃条件下进行振荡，最后对混合液过滤分离，得到的固相部分，对该固相部分进行检测，达标即为修复后土壤，不达标则重复前述步骤。本发明针对砷、氟复合污染土壤淋洗具有污染物去除彻底、无二次环境污染等优势，同时对铅、锌、铜等污染物也有较好的处理效果。
Description
技术领域
本发明涉及修复污染土壤技术领域，特别涉及一种修复砷氟复合污染土壤淋洗剂及其使用方法。
背景技术
随着我国“退二进三”和“退城进园”政策的进一步实施，大量重工业、化工企业被迫改造、停产或搬迁，大量污染场地遗留在城市，给周围居民健康及环境健康带来极大隐患。其中，钢铁、铝等冶炼厂遗留场地已逐步开展治理修复工作，场地重金属、氟化物等污染物往往严重超标，且多为复合污染。重金属在土壤中巨有隐蔽性、持久性、不可降解性且毒性大，在植物和人体内积累产生毒害，砷作为一种类金属不仅拥有类似性质，同时因其价态易发生变化，存在形式复杂，因此其对人体和环境危害更大，去除难度也更大。氟化物在土壤中通过淋溶等作用进入地下水，尤其是水溶性氟，能够直接对地下水、植物及人畜产生危害，对动物的生长发育和骨骼发育造成潜在不利影响。因此对砷、氟及其复合污染物的去除进行研究是十分有必要的。
常规土壤修复方法可用于砷、氟污染土壤修复，主要包括固化/稳定化技术、化学淋洗技术、植物修复技术等。固化/稳定化技术通过改变污染物在土壤中存在的形态，降低污染物的环境风险，但该方法并未彻底去除污染物，随着时间累积，污染物在土壤中赋存情况难以确保安全；植物修复利用植物根系对污染物进行吸附，虽然植物修复是一种绿色环保的修复技术，但其修复能力有限，仅对土壤表层污染物作用明显且修复周期长，难以适用于急需开发利用的污染场地。综上，从对污染物去除效果、修复时间、修复成本等角度考虑，化学淋洗效果更加突出。化学淋洗通过淋洗剂将污染物从土壤表面彻底去除，能够直接对污染物进行减量化，且修复时间短、成本低廉，因此被广泛应用于实际工程中。
淋洗技术应用的关键之一是淋洗剂的选择，常用的淋洗剂包括有机酸、无机酸、碱、表面活性剂、无机盐等。目前工程中考虑到修复成本，往往仅采用单一淋洗剂，淋洗效果相对较差，但采用复配淋洗剂虽然能够提高淋洗效果，但淋洗废液的处理可能会导致等多成本的增加。因此如何选择淋洗剂，使其既能够对污染物做到精准高效的去除，同时降低淋洗废液的处理难度，减少二次环境污染，是淋洗技术研究的热点和发展方向之一。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种修复砷氟复合污染土壤淋洗剂的制备及应用，该土壤淋洗剂药剂来源广泛，基本可降解，对环境无二次污染，处理效果显著，应用操作简便、修复周期短，能够满足工程化应用。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种修复砷氟复合污染土壤淋洗剂，包括柠檬酸、草酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、磷酸二氢钾和水。
进一步地，该淋洗剂的制备方法如下：取柠檬酸、草酸、EDTA、磷酸二氢钾溶解于水中制备成水溶液后，将各水溶液按比例混合得到混合液为砷氟复合污染土壤淋洗剂。
进一步地，各原料配制成水溶液的浓度为：柠檬酸溶液浓度为0.05-0.20mol/L，草酸溶液浓度0.01-0.50mol/L，EDTA溶液浓度0.10-0.50mol/L，磷酸二氢钾溶液浓度0.05-0.50mol/L。
进一步地，所述原料配制成水溶液后混合取量如下：柠檬酸1-2份、草酸3-5份、乙二胺四乙酸(EDTA)1-3份、磷酸二氢钾1-2份。
一种如上述的修复砷氟复合污染土壤淋洗剂的使用方法，首先制备砷氟复合污染土壤淋洗剂，将淋洗剂加入污染土壤在15-40℃条件下进行振荡，最后对混合液过滤分离，得到的固相部分，对该固相部分进行检测，达标即为修复后土壤，不达标则重复前述步骤。
本发明制备的淋洗剂主要针对砷氟复合污染土壤，其污染物主要为砷和氟，还包括铅、锌、铜中的一种或两种以上重金属，淋洗方法采用震荡、过滤的方法，使淋洗剂能够和土壤中的砷、氟充分接触及反应。
进一步地，所述污染土壤质量与淋洗剂用量比为1g：(5-20)ml。
进一步地，所述淋洗振荡时间为20-120min，淋洗次数为1-2次。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明针对砷、氟复合污染土壤淋洗具有污染物去除彻底、无二次环境污染等优势，同时对铅、锌、铜等污染物也有较好的处理效果。
2、本发明在单独使用螯合剂去除砷、氟等污染物的基础上，增加了有机酸及盐类，一方面增加了污染物从土壤胶体中的解吸，另一方面使得有机酸、螯合剂对土壤溶液中砷及其它重金属的结合固定更加稳定，两者协同作用大大提高了污染物的去除效率。
3、本发明的淋洗剂在使用过程中能够与土壤中污染物发生解吸、络合等多种物理、化学反应，能够较为全面的去除土壤中不同形态的砷、氟，修复效果显著。
4、本发明淋洗剂中使用的有机酸、螯合剂均可生物降解，大大降低淋洗废液的处理难度，降低环境风险，减少处理成本。
5、本发明中药剂来源广，均为常见生物、化工等原材料，且被广泛应用于土壤污染、水污染治理工程；此外，药剂便于采购、运输与储存。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
实施例1
污染土壤为杭州某钢厂炼铁区污染土壤，污染物为砷和氟化物，污染浓度为砷218mg/kg、氟化物3200mg/kg，修复目标为砷40mg/kg、氟化物1900mg/kg。
污染土壤预处理：风干土壤破碎后过100目筛，去除石块、杂草等杂物。
淋洗液制备：柠檬酸溶液浓度0.1mol/L，草酸溶液浓度0.2mol/L，EDTA溶液浓度0.05mol/L，磷酸二氢钾溶液浓度0.2mol/L。淋洗剂配比为：柠檬酸：草酸：EDTA：磷酸二氢钾＝1：3：1：2。
淋洗液应用：取污染土壤30g于锥形瓶，加入300ml复配淋洗剂，恒温振荡器25℃，转速180rpm，振荡1h，振荡结束后将混合液抽滤，由于该土壤黏土含量较多，因此淋洗2次，将抽滤后所得固相部分重新加入300ml复配淋洗剂，重复上述操作，振荡30min，振荡结束后将混合液抽滤，所得固相部分即为淋洗修复后土壤。
处理效果：修复后土壤砷浓度为28mg/kg，去除率88％；氟化物浓度660mg/kg，去除率80％。
实例2
污染土壤为福建省某钢厂污染土壤，污染物为砷、铅、锌和氟化物，污染浓度为砷320mg/kg，铅890mg/kg，氟化物1760mg/kg，修复目标为砷60mg/kg，铅800mg/kg，氟化物820mg/kg。
污染土壤预处理：风干土壤破碎后过100目筛，去除石块、杂草等杂物。
淋洗液制备：柠檬酸溶液浓度0.2mol/L，草酸溶液浓度0.2mol/L，EDTA溶液浓度0.05mol/L，磷酸二氢钾溶液浓度0.2mol/L。淋洗剂配比为：柠檬酸：草酸：EDTA：磷酸二氢钾＝1：3：2：1。
淋洗液应用：取污染土壤30g于锥形瓶，加入300ml复配淋洗剂，恒温振荡器25℃，转速180rpm，振荡1h，振荡结束后将混合液抽滤，所得固相部分即为淋洗修复后土壤。
处理效果：修复后土壤砷浓度为35mg/kg，去除率89％；铅浓度为410mg/kg，去除率54％；氟化物浓度330mg/kg，去除率81％。
实例3
污染土壤为广西某炼铝厂污染土壤，污染物为砷、锌、铜和氟化物，污染浓度为砷86mg/kg，氟化物2450mg/kg，修复目标为砷60mg/kg，氟化物760mg/kg。
污染土壤预处理：风干土壤破碎后过100目筛，去除石块、杂草等杂物。
淋洗液制备：柠檬酸溶液浓度0.05mol/L，草酸溶液浓度0.1mol/L，EDTA溶液浓度0.05mol/L，磷酸二氢钾溶液浓度0.2mol/L。淋洗剂配比为：柠檬酸：草酸：EDTA：磷酸二氢钾＝2：3：1：2。
淋洗液应用：取污染土壤30g于锥形瓶，加入300ml复配淋洗剂，恒温振荡器25℃，转速180rpm，振荡1h，振荡结束后将混合液抽滤，所得固相部分即为淋洗修复后土壤。
处理效果：修复后土壤砷浓度为20mg/kg，去除率77％；氟化物浓度200mg/kg，去除率74％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种修复砷氟复合污染土壤淋洗剂，其特征在于，包括柠檬酸、草酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、磷酸二氢钾和水。
2.根据权利要求1所述的一种修复砷氟复合污染土壤淋洗剂，其特征在于，该淋洗剂的制备方法如下：取柠檬酸、草酸、EDTA、磷酸二氢钾溶解于水中制备成水溶液后，将各水溶液按比例混合得到混合液为砷氟复合污染土壤淋洗剂。
3.根据权利要求2所述的一种修复砷氟复合污染土壤淋洗剂，其特征在于，各原料配制成水溶液的浓度为：柠檬酸溶液浓度为0.05-0.20mol/L，草酸溶液浓度0.01-0.50mol/L，EDTA溶液浓度0.10-0.50mol/L，磷酸二氢钾溶液浓度0.05-0.50mol/L。
4.根据权利要求3所述的一种修复砷氟复合污染土壤淋洗剂，其特征在于，所述原料配制成水溶液后混合取量如下：柠檬酸1-2份、草酸3-5份、乙二胺四乙酸(EDTA)1-3份、磷酸二氢钾1-2份。
5.一种如权利要求1-4所述的修复砷氟复合污染土壤淋洗剂的使用方法，其特征在于，首先制备砷氟复合污染土壤淋洗剂，将淋洗剂加入污染土壤在15-40℃条件下进行振荡，最后对混合液过滤分离，得到的固相部分，对该固相部分进行检测，达标即为修复后土壤，不达标则重复前述步骤。
6.根据权利要求5所述的一种修复砷氟复合污染土壤淋洗剂的制备方法，其特征在于，所述污染土壤质量与淋洗剂用量比为1g：(5-20)ml。
7.根据权利要求5所述的一种修复砷氟复合污染土壤淋洗剂的制备方法，其特征在于，所述淋洗振荡时间为20-120min，淋洗次数为1-2次。
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2021
- 2021-12-30 CN CN202111648242.8A patent/CN114515750A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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