[发明专利]一种修复重金属污染土壤的淋洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及污染土壤淋洗修复技术，具体地说，是一种用于修复重金属污染土壤的淋洗方法。

背景技术

进入20世纪以来，由于工业活动（如采矿和冶炼）和农业生产（污水灌溉，污泥、农药、化肥施用等）致使全球大量土壤被重金属污染。据统计，当前我国受重金属污染的农业土地约为2.5 ×10⁷公顷，其中严重污染土地超过7 ×10⁵ 公顷。每年全国因重金属污染而减产粮食1.0×10¹⁰ 公斤，另外被重金属污染的粮食每年也多达1.2×10¹⁰公斤，合计经济损失至少达到200亿元。由此可见重金属土壤污染对我国食品安全和民众身体健康已经构成了巨大威胁，因此重金属污染土壤的修复治理已成为我国生态环境保护的重要任务，并且重金属污染治理也已被列入国家十二五期间的重点工作。

目前，重金属污染土壤的修复方法主要包括物理修复、化学修复和生物修复等方法。与其他修复方法相比，化学修复方法具有治理效果稳定、彻底等优点，尤其适用于重度污染土壤的治理，因此发展较早，方法也相对成熟。而土壤淋洗技术作为化学修复方法的重要技术手段之一，由于可快速将污染物从土壤中移除，短时间内完成高浓度污染土壤的治理，而且治理费用相对较低廉，现已成为污染土壤快速修复技术研究的热点。土壤淋洗技术通常是指借助能促进土壤环境中污染物溶解/迁移的液体或其他流体来淋洗污染土壤，使吸附或固定在土壤颗粒上的污染物脱附溶解而去除的技术。

目前用于修复重金属污染土壤的淋洗方法主要有酸类淋洗液淋洗、人工螯合剂淋洗液淋洗和表面活性剂淋洗液淋洗等方法。而这些淋洗方法都存在一些缺陷，如酸类淋洗液淋洗方法和表面活性剂淋洗液淋洗方法对土壤重金属淋洗效果一般，人工螯合剂淋洗液淋洗方法虽然对土壤重金属具有较好的淋洗效果，但其没有金属选择性，容易造成土壤中K、Na、Ca、Mg等植物营养类金属元素的淋失。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种淋洗效果好，且能有效避免土壤中K、Na、Ca、Mg等植物营养类金属元素淋失的修复重金属污染土壤的淋洗方法。

一种修复重金属污染土壤的淋洗方法如下：

1．以重量百分比为0.3～0.5的磺化硫杂杯[4]芳烃水溶液为土壤淋洗液，采用氢氧化钠调控淋洗液pH值为10～11。

2．将淋洗液和重金属污染土壤置于离心管中，控制淋洗液与土壤的体积与质量之比为10:1 毫升/克，将离心管置于恒温水浴振荡器中，控制淋洗温度为15～20℃和振荡速率为180转/分钟，振荡淋洗2～3小时。

3．取出离心管，置于离心机中，在4000转/分钟速率下离心分离10分钟，倾倒去淋洗液。向离心管中加入与土壤淋洗液同样体积的蒸馏水，在温度为35℃和速率为180转/分钟下振荡30分钟，然后在4000转/分钟速率下离心分离10分钟，最终得到洗净土壤。

本发明要求以磺化硫杂杯[4]芳烃水溶液为土壤淋洗液，并且调控土壤淋洗液pH值为10～11，这主要由于所用土壤淋洗液的活性组分为磺化硫杂杯[4]芳烃，其对重金属结合去除能力归因于分子下沿酚羟基氧原子和桥连硫原子对重金属的络合作用，实验表明这种络合作用随着pH值的升高而增大，对重金属的淋洗去除效果也随之增大，但当pH达到12时，磺化硫杂杯[4]芳烃分子的构象会发生改变，形成不利于络合作用的分子构象，使得其对重金属的淋洗去除效果显著降低，因此土壤淋洗液pH值控制在10～11较为适宜。温度实验结果表明高温和低温都不利于对重金属的淋洗去除，因而控制淋洗温度为15～20℃。淋洗液用量实验结果表明，对重金属的淋洗去除效果随着淋洗液用量的升高而逐步增大，当淋洗液和污染土壤的体积与质量之比为10:1 毫升/克时基本接近平衡，因此控制此种淋洗液用量较为经济高效。淋洗动力学实验表明180转/分钟速率下振荡2～3小时，对重金属的洗脱去除效果基本接近恒定。另外，由于淋洗后土壤表面会吸附少量淋洗液活性组分，需要通过清水冲洗去除这些被吸附的活性组分，实验表明蒸馏水清洗基本能达到去除效果。

本发明的有益效果

1．本发明能实现土壤重金属的高效淋洗去除，实验表明其对土壤中Pb、Cd、Cu等重金属污染物的淋洗去除率超过95％。

2．本发明能有效避免现有土壤淋洗方法中K、Na、Ca、Mg等植物营养类金属元素的淋失。

具体实施方式

实施例1

一种修复重金属污染土壤的淋洗方法为：