[發(fā)明專利]利用EDTA鈣鹽淋洗土壤中的重金屬Cu、Zn、Pb、Cd的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610046852.3
• 申請(qǐng)日: 2016-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN105478467A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾清如;胡疆;張維寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B09C1/08
• 分類號(hào): B09C1/08;B09C1/02
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及利用一種EDTA鈣鹽淋洗土壤中的重金屬Cu、Zn、Pb、Cd的方法。

背景技術(shù)

土壤中重金屬元素的吸附機(jī)理主要分為兩類：（1）在土壤中吸附在固體表面，以離 子的形式存在；（2）以化合物的形式存在，形成重金屬的沉淀。土壤重金屬化學(xué)淋洗修復(fù)技 術(shù)，是通過(guò)逆轉(zhuǎn)這些反應(yīng)過(guò)程，利用淋洗液將重金屬?gòu)耐寥乐兄脫Q出來(lái)，并通過(guò)液體洗脫出 來(lái)的技術(shù)。在國(guó)內(nèi)外，土壤化學(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)因其具有廣泛的適應(yīng)性和較快捷的處理速度 而被廣泛的應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室研究和實(shí)際工程的應(yīng)用中。

當(dāng)前，化學(xué)淋洗修復(fù)土壤中重金屬主要的幾種淋洗劑有:(1)人工螯合劑：EDTA （乙二胺四乙酸）、NTA（氨基三乙酸）、CDTA（環(huán)己烷二胺四乙酸）等^[42]。螯合劑反應(yīng)的機(jī)理是 先通過(guò)螯合作用將附著在土壤顆粒及膠體表面的重金屬離子解絡(luò)下來(lái)，螯合劑通過(guò)螯合作 用與重金屬離子形成螯合體復(fù)合物，進(jìn)而從土壤中分離出來(lái)。（2）天然螯合劑：檸檬酸、草 酸、酒石酸等。天然有機(jī)酸淋洗重金屬的機(jī)理是它能夠和重金屬形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，促進(jìn)重 金屬的解吸，另外H^＋的交換作用以及H^＋對(duì)土壤礦物組分的風(fēng)化作用也是一個(gè)重要的機(jī)理。 （3）表面活性劑。表面活性劑一般可分為人工合成表面活性劑和生物表面活性劑。人工合成 表面活性劑主要包括SDBS（十二烷基苯磺酸鈉）、SDS（十二烷基硫酸鈉）、Triton（曲拉通） 等。生物表面活性劑主要包括鼠李糖脂、單寧酸、皂角苷等。人工合成表面活性劑能在一定 程度上去除土壤中重金屬，但是其生物降解性較差，在使用過(guò)程中容易殘留，容易造成土壤 的二次污染。(4)無(wú)機(jī)淋洗劑。無(wú)機(jī)淋洗劑主要包括酸、堿、鹽等。其通過(guò)酸解、絡(luò)合、離子交 換等作用來(lái)破壞土壤中官能團(tuán)與重金屬形成的絡(luò)合物，從而將重金屬解析下來(lái)，并被淋洗 劑洗出。

大量研究表明，以上淋洗劑對(duì)土壤中重金屬有不同程度的淋洗效果。淋洗法的關(guān)鍵是 淋洗劑的選擇，人工螯合劑具有不易被微生物降解以及能與大部分重金屬發(fā)生螯合作用等 優(yōu)點(diǎn)，成為近年來(lái)研究最多的一種淋洗劑并有成功的商業(yè)示范。但是淋洗技術(shù)仍存在一定 的弊端，如淋洗效果有限,需要使用大量的淋洗液,從而增加了修復(fù)的成本；淋洗后,淋洗液 的沉降性能差,液體渾濁度高,使得后續(xù)處理的難度加大;此外,土壤經(jīng)淋洗后，不僅是土壤 中的重金屬被活化，同時(shí)也活化了其中的一些礦物元素，使得土壤中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)于重金屬 一起被淋洗出來(lái)，造成土壤營(yíng)養(yǎng)元素流失嚴(yán)重，修復(fù)后的土壤利用受到限制。因此，尋找一 種淋洗效率高、成本低、淋洗液濁度較低、有利于后續(xù)處理及能夠保持淋洗后土壤肥力的淋 洗劑是利用淋洗技術(shù)進(jìn)行重金屬污染土壤修復(fù)的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種EDTA鈣鹽淋洗土壤中重金屬Cu、Zn、Pb、Cd的方法，以解 決現(xiàn)有重金屬污染土壤淋洗技術(shù)中存在的淋洗效果較差、修復(fù)成本高、淋洗液濁度高、后續(xù) 處理難、土壤淋洗后不利于植物生長(zhǎng)等問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明將受到重金屬Cu、Zn、Pb、Cd復(fù)合污染的土壤作為處理對(duì)象，利用EDTA鈣鹽作為 土壤的淋洗液，對(duì)污染土壤進(jìn)行淋洗試驗(yàn)，從而將土壤中的重金屬淋洗出來(lái)。具體步驟為: 稱取5.00g過(guò)20目篩污染土樣裝入一系列60ml離心瓶中，分別加入一定量的Ca-EDTA溶 液。然后在振蕩器上以150r·min^-1恒溫（25℃）振蕩2h，所得樣品以4000r·min^-1離心 15min，再過(guò)濾回收淋洗液。

所述EDTA鈣鹽溶液由氧化鈣，EDTA（二乙胺四乙酸），按照2:1的摩爾比例配置；

所述淋洗液的濃度為：2.5mmol/L、5mmol/L、10mmol/L、20mmol/L。

所述淋洗試驗(yàn)土壤與淋洗液的固液比為：1:3、1:5、1:10、1:20。

所述淋洗試驗(yàn)的淋洗時(shí)間為：0.5h、1h、2h、4h、8h、12h、24h共7個(gè)時(shí)間梯度。

所述淋洗試驗(yàn)的淋洗次數(shù)為：5次連續(xù)淋洗實(shí)驗(yàn)，分析每一次淋洗對(duì)重金屬的去除 率。

所述淋洗液在淋洗試驗(yàn)后的濁度小于3,低于生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-2006）。

所述淋洗后土壤仍能夠保持一定的肥力，植物發(fā)芽率在60%以上。