[發(fā)明專利]一種地下水低滲透區(qū)重金屬污染修復(fù)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110195057.1
• 申請日: 2021-02-18
• 公開（公告）號: CN112961678A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 代朝猛;游學(xué)極;李思;劉曙光;夏曄
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: C09K17/14
• 分類號: C09K17/14;B09C1/08
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

一種地下水低滲透區(qū)重金屬污染修復(fù)方法。通過向存在重金屬污染風(fēng)險的地下水粘土低滲透區(qū)采用優(yōu)選方式注入具有合理物化特性的EDTA?2Na溶液，對重金屬增溶增滲，便于進(jìn)一步高效去除地下含水層和土壤的重金屬污染。本申請通過模擬被重金屬污染的地下含水層中通入一定濃度的EDTA溶液進(jìn)行淋洗，對不同濃度配比與不同重金屬離子方案進(jìn)行試驗，找到了一種最大程度降低地下水土壤對重金屬污染吸附量的濃度，并找到一個最適宜的pH條件，確定了最適合用于減少低滲透區(qū)重金屬污染的EDTA注入方式。本方法可使入侵的重金屬污染物在低滲透區(qū)的殘留率小于5％。本申請的方法簡單可靠，成本較低，在地下水低滲透區(qū)的重金屬污染處理及修復(fù)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下水重金屬污染處理及修復(fù)領(lǐng)域，為用途發(fā)明。

背景技術(shù)

地下水系統(tǒng)中低滲透帶(LPZs)由于其水力條件和吸附能力導(dǎo)致重金屬污染物容易在此積累。低滲區(qū)污染物積累被認(rèn)為是地下水污染的次生來源，不易處理且抽提處理成本更高，低滲區(qū)的特性也導(dǎo)致原位抽提技術(shù)需要花費更多成本。

EDTA它的結(jié)構(gòu)、特性，其傳統(tǒng)用途：

乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)能與重金屬形成穩(wěn)定的絡(luò)合體，對大部分金屬污染土壤都有較高的修復(fù)效果。

圖1(上圖部分)為EDTA-2Na的結(jié)構(gòu)式及其對鉛的絡(luò)合反應(yīng)，其具有多齒配位結(jié)構(gòu)。EDTA-2Na存在兩對-OH和-NH配位體，可與重金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，形成環(huán)狀絡(luò)合體，即螯合物。

用EDTA淋洗重金屬污染土壤被廣泛地看作修復(fù)土壤一種有效的和環(huán)境友好技術(shù)，這是因為EDTA對土壤中重金屬提取率高，與重金屬離子形成絡(luò)合物穩(wěn)定性高和溶解度大。但是，目前尚未出現(xiàn)將EDTA用于降低地下水低滲透區(qū)重金屬污染風(fēng)險的技術(shù)方法及應(yīng)用。主要因為地下水低滲透區(qū)存在較多粘土礦物如伊利石、蒙脫石，其滲透能力、吸附能力完全不同于普通土壤。

發(fā)明內(nèi)容

一種地下水低滲透區(qū)重金屬污染修復(fù)方法，基于螯合劑能夠減弱黏土礦物吸附重金屬、增加重金屬流動性，從而影響重金屬的低滲透區(qū)積累和擴散規(guī)律這一增溶增滲原理。通過加入EDTA極大地降低地下水低滲區(qū)介質(zhì)尤其是粘土礦物對于重金屬的吸附，改變重金屬的存在形態(tài)，從而大大增強重金屬在水體的溶解性、流動性，便于后續(xù)抽提修復(fù)。該方法在弱酸性環(huán)境即可降低66％的重金屬污染物吸附率，以上結(jié)果可以大大促進(jìn)地下水重金屬污染抽提處理技術(shù)發(fā)展。

本申請?zhí)钛a了目前對于地下水低滲透區(qū)利用EDTA處理重金屬污染的空白，為一種利用EDTA-2Na作為螯合劑高效降低低滲透區(qū)重金屬污染風(fēng)險，使重金屬增溶增滲的方法，以解決在低滲區(qū)重金屬吸附率高、抽提處理難等技術(shù)問題。

一種采用EDTA增加低滲區(qū)重金屬溶解的方法，該方法在含有重金屬污染的低滲區(qū)通入一定濃度的EDTA-2Na溶液，充分反應(yīng)后抽提處理重金屬污染地下水。其中，所述水體中重金屬與EDTA-2Na的摩爾數(shù)之比為1-100∶1，優(yōu)選為0.5-2∶1。

本申請針對的水體主要是指用含有一定濃度的EDTA-2Na溶液的淋洗重金屬污染土壤后所得的淋洗液；其中含有大量難以生物降解和有毒的重金屬-EDTA絡(luò)合物以及少量土壤。

本申請為用途發(fā)明，發(fā)現(xiàn)EDTA-2Na的新用途能夠產(chǎn)生預(yù)料不到的技術(shù)效果，在污染修復(fù)方面具有應(yīng)用價值。具體如下：

1.應(yīng)用場景為修復(fù)地下水低滲透區(qū)的重金屬污染物(現(xiàn)有技術(shù)沒有發(fā)現(xiàn)EDTA可用于低滲透區(qū)的原位修復(fù)、降低污染地下水中重金屬的反擴散；土壤修復(fù)，土壤異位淋洗。

2.已有的方法多屬于土壤異位淋洗修復(fù)，本申請不需要異位修復(fù)，修復(fù)成本低，修復(fù)效率高。在具體污染場地修復(fù)應(yīng)用上具有更大的現(xiàn)實意義。