[發明專利]基于氯化膽堿類低共熔溶劑的重金屬鉛污染土壤修復方法

在審

• 申請號: 202011053049.5
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112222180A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 苑文儀;黃開友;申英杰;王曉巖;謝俊影;王珍霞;白建峰;張承龍;王景偉
• 申請（專利權）人: 上海第二工業大學
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 王潔平

本發明屬于重金屬污染土壤處理技術領域，具體為一種基于氯化膽堿類低共熔溶劑的重金屬鉛污染土壤修復方法。該方法首先將自然風干的重金屬鉛污染土壤研磨過篩，然后將篩分后的污染土壤顆粒、氯化膽堿類低共熔溶劑以及稀按比例混合后，進行攪拌加熱浸出反應，通過攪拌加熱浸出將土壤中難溶于水的含鉛化合物洗脫下來，實現鉛污染土壤的有效浸出修復。本發明方法具有簡單、高效、無二次污染的特點，是一種具有良好前景的鉛污染土壤修復方法。

技術領域

本發明屬于重金屬污染土壤處理技術領域，具體的說，涉及一種基于氯化膽堿類低共熔溶劑的重金屬鉛污染土壤修復方法。

背景技術

隨著工業化的快速發展和人民生活水平的顯著提升，重金屬污染土壤的修復成為國內外環境科學研究的熱點和難點問題。

常用于重金屬污染土壤的修復技術主要有：工程措施、物理化學修復、化學修復和生物修復技術。其中工程措施是較為經典的土壤重金屬修復手段，它具有簡單、穩定的有點，但是其實施的工程量巨大、投資費用高、影響土壤原有生態結構和土壤肥力，并且沒有真正去除土壤中的重金屬物質，并且還要對換出的污染土壤進行處理或堆放。物理化學修復技術主要包括土壤淋洗、電動修復和電動修復三大類，雖然操作簡單，實行也較為方便，但對能源需求量大，而且會破壞原來土壤的氧化還原電位，對原土壤生態系統造成一定的危害。化學修復技術在土壤原位上進行，修復周期較短，且簡單易行。但是化學修復并不是永久去除土壤中的重金屬有害物，只是暫時改變了其在土壤中的存在形態，金屬元素仍大量存在于土壤環境中，有著還會重新釋放出來對環境產生毒害的可能。而且，添加大量的化學改良劑會很大程度上破壞土壤原有結構，降低土壤肥力，減少土壤有益金屬元素。因此，為了考慮土壤的再用和節約成本，往往不會優先考慮化學修復法。生物修復是利用生物作用來恢復已經受到破壞的環境，包括植物修復和微生物修復，成本較低，相對其他方法來說生物修復不會破壞原有結構。但生物修復的周期相對較長，而且會給原有土壤生態環境帶來新的生物物種，可能對生態系統帶來一定的危害。

發明內容

針對上述現有修復鉛污染土壤技術的不足，本發明的目的在于提供一種鉛污染土壤的基于氯化膽堿類低共熔溶劑修復方法。本發明以合成的氯化膽堿類低共熔溶劑和稀硝酸配制浸出液，在浸出液作用下，鉛污染土壤中的金屬鉛被成功脫附下來，是一種清潔高效土壤修復處理技術。本發明合成的氯化膽堿類低共熔溶劑（簡稱DES）用于修復重金屬污染土壤，成本低、無毒且可生物降解，能夠達到較好的修復效果，且不會對土壤原有組分產生明顯影響，高效綠色、無二次污染。

本發明采用的技術方案如下。

一種基于氯化膽堿類低共熔溶劑的重金屬鉛污染土壤修復方法，包括如下步驟：

步驟一，以氯化膽堿為氫鍵受體（簡稱HBA），以丙二酸、尿素、乙二醇、丙二醇或甘油中任一種為氫鍵供體（簡稱HBD），將氫鍵供體和氫鍵受體按比例混合后，水浴加熱合成低共熔溶劑；

步驟二，將經過粗碎、過篩得到的重金屬鉛污染土壤顆粒加入到由低共熔溶劑和稀強酸組成的浸出液中，常溫~40 ℃的溫度下攪拌浸出0.5～6小時；

步驟三，攪拌浸出結束后，固液分離，固相產物即為修復后土壤。

上述步驟一中，氫鍵受體和氫鍵供體的摩爾比為2: 1。

上述步驟一中，水浴加熱溫度為75~85 ℃，水浴加熱時間為6~8h。

上述步驟二中，稀強酸為稀硝酸、稀鹽酸或稀硫酸；稀強酸的質量百分比濃度為0.4~0.6%。低共熔溶劑和稀強酸的體積比為3: 2~2: 3，重金屬鉛污染土壤顆粒與浸出液的固液質量體積比為1:4~1:6 g/mL。

上述步驟二中，攪拌浸出時的攪拌速度為150~300 rpm，攪拌浸出時間為0.5～1小時。

和現有技術相比，本發明的有益效果在于：