[發(fā)明專利]基于開(kāi)關(guān)表面活性劑的修復(fù)鎘污染土壤的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010173198.9
• 申請(qǐng)日: 2020-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111185478A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田森林;周春堅(jiān);李英杰;趙群;胡晶;劉相良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B09C1/08
• 分類號(hào): B09C1/08
• 代理公司: 昆明同聚專利代理有限公司 53214
• 代理人: 蘇蕓蕓

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于開(kāi)關(guān)表面活性劑的修復(fù)鎘污染土壤的方法，該方法是將開(kāi)關(guān)表面活性劑與水混勻后制得淋洗液；采用泡沫產(chǎn)生器將淋洗液變成泡沫，然后將泡沫狀的淋洗液在壓力作用下通過(guò)待修復(fù)的鎘污染土壤，泡沫狀的淋洗液通過(guò)吸附與絡(luò)合作用洗脫重金屬物，并攜帶于泡沫中；淋洗完后收集淋洗液，向淋洗液通入惰性氣體破壞膠束，表面活性劑失去活性轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗軕B(tài)而分離；不溶態(tài)表面活性劑與CO₂混合后表面活性恢復(fù)，循環(huán)利用，本發(fā)明方法能解決表面活性劑與絡(luò)合態(tài)Cd污染物無(wú)法分離和回收困難的問(wèn)題，適于工業(yè)化應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于開(kāi)關(guān)表面活性劑的修復(fù)鎘污染土壤的方法。

背景技術(shù)

我國(guó)土壤環(huán)境總體狀況堪憂，土壤重金屬污染問(wèn)題突出，全國(guó)約20%耕地受重金屬污染，其中受鎘、鉻、鉛、銅、汞、鋅、鎳等重金屬污染的耕地面積約為2000萬(wàn)hm²。西部地區(qū)土壤重金屬污染嚴(yán)重，國(guó)家規(guī)劃確定的14個(gè)重金屬污染綜合防治重點(diǎn)區(qū)域中有7個(gè)是西部省區(qū)。嚴(yán)重的土壤污染，特別是重金屬?gòu)?fù)合污染已危及到食品安全、人體健康和生態(tài)安全，甚至影響農(nóng)產(chǎn)品出口和國(guó)家利益。

重金屬在土壤環(huán)境中的污染過(guò)程具有隱蔽性、穩(wěn)定性及不可逆性等特點(diǎn)，是污染土壤修復(fù)中最難去除的污染物之一。目前國(guó)內(nèi)外重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)主要有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)等。原位化學(xué)淋洗是一種可高效、徹底去除土壤重金屬的化學(xué)修復(fù)技術(shù)，主要利用表面活性劑/絡(luò)合劑與重金屬之間的吸附絡(luò)合作用，通過(guò)強(qiáng)化溶解吸附和洗脫作用將土壤中的重金屬轉(zhuǎn)移到液相，抽取至地面處理，從而達(dá)到修復(fù)污染土壤的目的。單一的表面活性劑或絡(luò)合劑淋洗修復(fù)重金屬污染土壤效率較低。研究表明，多種表面活性劑和絡(luò)合劑復(fù)配后具有協(xié)同洗脫能力，對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)效果要優(yōu)于單一淋洗劑。原位化學(xué)淋洗對(duì)土壤多種重金屬?gòu)?fù)合污染修復(fù)具有良好的修復(fù)效果，已在世界各地開(kāi)展了多個(gè)示范項(xiàng)目。由于表面活性劑能改進(jìn)憎水性有機(jī)物的親水性和生物可利用性，同時(shí)由于表面活性劑的生產(chǎn)工藝成熟，成本較低，因而利用表面活性劑等增效試劑淋洗土壤是一種常見(jiàn)的、高效的有機(jī)污染土壤修復(fù)技術(shù)，得到了廣泛應(yīng)用，常用于土壤有機(jī)物污染化學(xué)清洗的表面活性劑有以下幾種，非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、生物離子表面活性劑。但是使用于清洗土壤后的淋洗液包含高濃度污染物，如果不經(jīng)后續(xù)處理，必將成為危害更嚴(yán)重的二次污染源。當(dāng)前最常用的土壤淋洗液回收辦法是利用活性炭、有機(jī)膨潤(rùn)土等，然而活性炭及以及彭潤(rùn)土均生產(chǎn)工藝復(fù)雜，回收成本相對(duì)較高，而且該技術(shù)受到地層介質(zhì)低滲透性及非均勻性的限制，淋洗液沿滲透性好的介質(zhì)孔道流動(dòng)，易產(chǎn)生孔道效應(yīng)，難以覆蓋整個(gè)污染區(qū)域，導(dǎo)致修復(fù)效果較低；淋洗液受重力影響，遷移難以控制，極易進(jìn)入含水層，導(dǎo)致二次污染。

針對(duì)上述問(wèn)題，研究者提出了原位表面活性劑泡沫淋洗技術(shù)（SFR），以泡沫形式的表面活性劑氣液混合體系取代常規(guī)淋洗液。雖然表面活性劑的回收利用技術(shù)研究較多，但因膠束是熱力學(xué)穩(wěn)定體系，吸附增溶污染物后難以有效分離、且成本高和工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種基于開(kāi)關(guān)表面活性劑的修復(fù)鎘污染土壤的方法，解決表面活性劑與絡(luò)合態(tài)重金屬污染物無(wú)法分離和回收困難、回收成本較高的問(wèn)題。

本發(fā)明基于開(kāi)關(guān)表面活性劑的修復(fù)鎘污染土壤的方法如下：

（1）淋洗液制備

將開(kāi)關(guān)表面活性劑與水混勻后制得淋洗液，其中開(kāi)關(guān)表面活性劑為N，N’雙十二烷基乙基脒碳酸氫鹽、N’-十六烷基-N，N-二甲基乙基脒碳酸氫鹽、N'-十二烷基-N，N-二甲基乙脒基碳酸氫鹽中的一種；

或者將開(kāi)關(guān)表面活性劑、皂素、螯合劑、水混合制得淋洗液；