[发明专利]一种同步去除土壤中多氯联苯和重金属的混合洗脱剂及其制备与应用

说明书

本发明属于土壤污染修复技术领域，公开了一种同步去除土壤中多氯联苯和重金属的混合洗脱剂及其制备与应用。所述混合洗脱剂由包括皂素和吐温80的有效成分溶于水中制备而成。该混合洗脱剂可应用于修复多氯联苯和重金属复合污染土壤，其应用步骤如下：取含有多氯联苯和重金属的复合污染土壤，加入本发明的混合洗脱剂进行洗脱，即可完成对多氯联苯和重金属复合污染土壤的修复。本发明的混合洗脱剂的原料来源广泛、价格低廉、绿色环保；而且洗脱效果好、洗脱率高，对复合污染土壤中各污染物的洗脱率均可达到80％以上。

技术领域

本发明属于土壤污染修复技术领域，具体涉及一种同步去除土壤中多氯联苯和重金属的混合洗脱剂及其制备与应用。

背景技术

当今世界已经进入一个信息化、智能化的时代，电子产品和设备推陈出新、更新换代，造成越来越多旧的电子产品和设备被丢弃淘汰，从而形成巨量的电子垃圾。在电子垃圾中，包含各种电路板、电子原件、塑料外壳等，而电子器件又包含多种贵金属成分，所以电子垃圾中的污染物种类非常多。在电子垃圾的拆解、焚烧过程中，电子垃圾中的铜、铅、镉等重金属和多氯联苯(PCBs)、多溴联苯醚(PBDEs)等持久性有机物进入环境，使得在电子垃圾拆解场地周边土壤中同时具有重金属和疏水性有机物的污染，使得周围的生态环境和人类健康受到严重的影响。

随着经济的快速发展，我国电子废弃物产生的速度十分惊人。据2010联合国环境规划署发布的报告，我国已成为世界第二大电子垃圾生产国。由于技术与设备的不完善，我国目前对于电子垃圾的处理还处于初级的阶段，在广东贵屿、清远等电子垃圾污染严重地，一些家庭小作坊对于废弃的电子产品和设备采取简单的手工拆解方法，再用酸性液体对金属进行置换，这样的方法极容易造成电子垃圾拆解场区环境污染。有研究显示，在电子垃圾拆解场区土壤中，PCBs浓度范围为3.34～458mg/kg，远远超出正常背景值(0.42mg/kg)，而重金属Cu、Pb、Cd的含量分别达到4850.6mg/kg、1714.5mg/kg和10.5mg/kg，远远超过了国家土壤环境质量标准(GB15618-1995)规定的三级土壤标准。

对于电子垃圾污染土壤，其污染物浓度相对较高，通常使用化学洗脱的方法来对其进行修复。化学洗脱技术修复污染土壤是通过络合作用和酸溶作用，使得重金属(Cu、Pb、Cd等)从固相的土壤转移到液相淋洗液中，再通过增溶作用和卷缩作用，使得吸附在土壤上的疏水性有机污染物(PCBs、PBDEs等)从土壤上解吸下来而分配到水相中。常用的表面活性剂有聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(吐温-80)、辛基苯基聚氧乙烯醚(曲拉通X-100)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)、β-环糊精等，常用的重金属螯合剂有乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸、酒石酸等，然而这些洗脱剂往往只能针对疏水性有机物或者重金属其中一种污染物起去除作用。如申请号为201210257460.3的中国发明专利申请公开了一种污染场地地下水处理-土壤异位淋洗修复一体化方法，其中应用了阴离子、非离子表面活性剂或两者混合表面活性剂对土壤中的DDT、BaP进行去除处理；申请号201410158901.3的中国发明专利申请公开了一种重金属污染土壤的洗脱方法，采用酸洗脱剂与重金属污染土壤混合，以去除重金属污染。目前常用洗脱剂处理对象单一，难以实现重金属和疏水性有机物的同步洗脱，所以需要进一步开发可以同步洗脱重金属和疏水性有机物的复合洗脱剂。

有一些结构较为特殊的表面活性剂，如两性表面活性剂中的甜菜碱类表面活性剂和咪唑啉类表面活性剂、生物表面活性剂中的皂素、鼠李糖脂、表面活性素等，他们的结构较为复杂，既有表面活性的功能，同时在分子中都存在羧基，可以与重金属形成络合物。理论上这类表面活性剂可以实现重金属与疏水性有机物的同步洗脱。

此外，还有一种方法是通过两种或两种以上的洗脱剂按照一定比例的混合，来实现重金属与疏水性有机物的同步洗脱。可以是表面活性剂与螯合剂的组合，也可以是两种表面活性剂的组合。

目前对于复合污染土壤重金属与多氯联苯的同步洗脱的研究不多，有必要进一步开发新型高效的洗脱剂。