[發明專利]一種用于重金屬污染土壤的化學淋洗修復方法

有效

• 申請號: 201110334587.6
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102500612A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 楊志輝;柴立元;王慶偉;閔小波;張淑娟;李倩;袁平夫
• 申請（專利權）人: 中南大學;湖南凱天重金屬污染治理工程有限公司
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 袁靖

技術領域

本發明涉及重金屬污染的土壤化學修復領域，特別涉及鎘、鉛復合污染土壤化學淋洗修復方法。

背景技術

土壤重金屬污染已對生態環境、食品安全和農業可持續發展構成威脅。全國每年被重金屬污染的糧食達1200萬噸，造成的直接經濟損失超過200億元。由于土壤重金屬污染具有長期性、隱蔽性和不可逆性等特點，一旦受到污染就很難治理。此外，重金屬易在農作物中積累，并通過食物鏈進入到人體，從而引發各種疾病，最終危害到人體健康。

鎘(Cd)是一種對環境危害大的元素，與鉛(Pb)，鉻(Cr)、汞(Hg)和類金屬砷(As)合稱為“五毒”。由于Cd在環境中的化學活性強，容易遷移、生物毒性大且持久等特性，鎘在土壤中比其它重金屬更容易被植物吸附，并在植物體內殘留，對植物產生毒害作用。同時，鎘可通過食物鏈的富集和放大作用危機人類健康。隨著工農業的發展，人類活動加快了Cd的地球化學循環過程，導致Cd的排放速度加快，使環境中Cd的總量增加。由于鎘對生物體發生毒害作用的臨界濃度很低，因此鎘污染具有很強的隱蔽性。土壤中的鎘一旦超過土壤環境容量和閾值，就會對人類產生毒害作用。20世紀60年代，日本發生的骨痛病，便是由于食用被鎘污染的土壤生產的“鎘米”所致，據報道，排放到環境中的Cd有82％一94％進入了土壤。使得對Cd污染土壤的治理和修復成為亟需解決的現實問題。

鉛(Pb)是目前重金屬污染中數量最多的一種。鉛及其化合物因其不可降解、性質穩定、在較長時間內可被植物吸收進入到食物鏈中等特性而受到關注。鉛對機體的損傷呈多系統性、多器官性，包括對骨髓造血系統、神經系統、消化系統及其他系統的毒害作用。兒童對鉛的抵御能力低于成年人，因此成為鉛污染的高危人群。作為中樞神經系統毒物，鉛對兒童健康和智能的危害更為嚴重

土壤中鎘、鉛污染的修復面臨著嚴峻的挑戰。尤其是石灰性土壤中重金屬以碳酸鹽結合態為主，以相對穩定的形態存在，去除難度大。目前去除鎘、鉛的技術包括植物修復法、微生物修復法、固定法、淋洗修復法、電動修復法等。重金屬超積累植物修復適用于大面積的污染土壤修復，且周期較長，微生物修復往往與其他修復技術聯合使用達到修復目的，但是菌種的培養和普適性是一大難點。其中淋洗法具有工藝簡單，修復效率高，適應性強，成本適中，操作性強等優點，成為近年來土壤環境修復領域的研究熱點之一。并被荷蘭、美國、日本等國家運用到實際修復當中。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，目的在于提供一種成本低廉，操作簡單，修復效率高，通過植物吸收的重金屬低于國家安全標準，不會對人體產生毒害作用的修復重金屬污染土壤的方法。

一種用于重金屬污染土壤的化學淋洗修復方法，包括如下步驟：

采用Na₂-EDTA溶液淋洗重金屬污染土壤，收集濾液；濾液做沉淀處理，重金屬污染土壤經過多次淋洗，每次淋洗用的溶液均是上一次淋洗后的濾液經過重金屬沉淀處理后過濾得到的；所述的重金屬沉淀過程是將淋洗后的濾液調pH值至堿性，加入Na₂S·9H₂O沉淀濾液中的重金屬，靜置，加入PAM(聚丙烯酰胺)攪拌。多次淋洗后濾液經沉淀處理重金屬含量達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的限制。

對多次淋洗后重金屬含量達到環保標準的土壤(即有效態重金屬含量達到國家安全標準的土壤)，用(NH₄)₂SO₄溶液緩慢淋洗，收集濾液，外排。

在上述化學淋洗修復方法中，針對土壤中重金屬種類及含量的不同，可以對淋洗劑的濃度，液固比，Na₂S·9H₂O加入量等參數進行一定的調整，當土壤中的重金屬含量較高時，增加淋洗劑的濃度，淋洗劑與土壤質量比，適當減少Na₂S·9H₂O的加入量，反之可以適當減少。

所述的(NH₄)₂SO₄溶液的摩爾濃度為0.04～0.1mol/l，(NH₄)₂SO₄溶液與土壤的質量比為2∶1～4∶1。

所述的重金屬沉淀過程是將淋洗后的濾液用Ca(OH)₂或NaOH調pH值為10～12.5。