[发明专利]一种用于修复污染土壤的淋洗剂及采用其进行淋洗方法

说明书

技术领域

本发明属于淋洗剂领域，尤其涉及一种用于修复污染土壤的淋洗剂及采用其进行淋洗方法。

背景技术

土壤作为人类赖以生存的最重要的物质条件及环境的核心介质，其好坏直接影响农产品安全和生态环境质量，从而影响人类身体的健康。然而，目前我国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染严重，尤其是重金属污染，已成为当今世界普遍关注的环境问题之一。而在重金属污染中，铅、镉污染尤为突出。

当前，重金属污染土壤修复技术主要为物理化学修复技术和植物修复技术，从机理上主要概括为两类：一是改变重金属在土壤中的存在形态，使其由活化态转变为稳定态从而降低其在环境中的迁移性和生物可利用性；二是从土壤中去除重金属，使其存留浓度接近或达到背景值。化学淋洗技术主要采用第二种修复机理，通过解吸附、反络合及溶解作用，使重金属从固相的土壤转移到液相淋洗液中，对淋洗液进行循环利用或处理、重金属回收或处置的修复技术。相对于固化稳定化技术和植物修复技术而言，化学淋洗技术工期较短、效率较高、清除重金属最为彻底，是当前应用较为广泛和成熟的一种重金属污染土壤修复技术。淋洗修复技术的关键在于淋洗剂的选择，目前研究者多添加的试剂是诸如表面活性剂、螯合剂等材料，但是添加这些材料不仅会消耗巨大能源，还可能带来新的问题，比如人工鳌合剂和表面活性剂存在生物降解性低、易残留在土壤中造成二次污染等问题，无机酸淋洗剂存在破坏土壤理化性质和天然低分子有机酸络合能力低等问题。因此，寻求合适的淋洗药剂和合理的淋洗工艺成为提高化学淋洗修复技术的关键。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种成本低廉、安全高效、适用性强且不会强烈破坏土壤性质的用于修复污染土壤的淋洗剂；本发明的第二目的是提供采用该淋洗剂进行淋洗的方法。

技术方案：本发明用于修复污染土壤的淋洗剂，按质量百分比及包括如下原料：柠檬酸30％～60％及羟基乙叉二膦酸40％～70％。

乙二胺四乙酸二钠盐具有广泛的配位性能，与重金属形成稳定的螯合物，促进土壤对重金属的解吸，取得良好的淋洗效果，但其不易被土壤微生物降解，施用后很长一段时间后仍会对环境造成影响，而柠檬酸可通过降低土壤pH值，促进土壤对重金属的释放，具有较好的环境安全性，但其主要移除酸溶态与可还原态重金属，且对于铅、镉复合污染时存在的离子竞争性，单一使用时难以同时对铅、镉取得良好的淋洗效果。但在柠檬酸中加入HEDP后，作为机膦酸化合物，其不仅可通过极性膦羧基位置上的磷、氧等原子存在未成对电子，与金属表面的空轨道结合形成配价键，形成易溶的络合物，还能够有效促进残渣态、氧化态与可还原态Cd向酸溶态Cd转化，两者的结合能够促进有进一步促进土壤释放重金属，加大淋出率。优选的，柠檬酸30％～40％及羟基乙叉二膦酸60％～70％。

进一步说，本发明采用的柠檬酸的摩尔浓度为0.1～0.5mol/L，羟基乙叉二膦酸的摩尔浓度为0.05～0.6mol/L。优选的，羟基乙叉二膦酸的摩尔浓度为0.2～0.5mol/L。

本发明采用用于修复污染土壤的淋洗剂进行淋洗的方法，包括如下步骤：按质量百分比将柠檬酸及羟基乙叉二膦酸配制成混合溶液，将该混合溶液与污染土壤混匀，振荡、分离，即可。

再进一步说，污染土壤与混合溶液的质量比为1:1～5。优选的，其质量比可为1:1～3。

更进一步说，振荡的时间为0.5～6h。优选的，振荡的时间可为3～6h。

有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：该淋洗剂成本低廉、安全高效、生物降解性较强且淋洗效率高；同时采用该淋洗剂进行淋洗，可操作性强，环境风险低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例1

(1)土壤预处理：取无重金属污染土样风干，剔除土块和植物残体，过100目筛后置于干燥器中保存。在上述过筛土样中添加一定量的氯化镉和醋酸铅，充分混匀，使人工污染土壤重金属浓度分别达到1.8mg/kg和1500mg/kg，相当于国家土壤环境质量标准三级标准值的6倍，符合江苏地区农田重金属污染水平；

(2)淋洗液配制：取一定量的柠檬酸和羟基乙叉二磷酸，按容量份占比为1:1配制成浓度分别为0.2mol/L的复合淋洗剂；

(3)混合：取5g步骤(1)中的污染土壤与25mL步骤(2)中的复合淋洗剂，均匀混合，即污染土壤与混合液的质量比为1:5。

(4)振荡：将步骤(3)中的固液混合物置于振荡仪上，转速为200r/min，振荡时间为6h，以实现对铅、镉的淋出；