一种用于同时去除土壤中重金属和砷的化学淋洗剂及其修复方法

摘要

本发明公开了一种用于同时去除土壤中重金属和砷的化学淋洗剂及其修复方法。它由EDTA、氨水和草酸三种化学试剂配制而成配制后EDTA和草酸的摩尔浓度分别为0.005－0.05mol/L和0.05－0.5mol/L，EDTA与氨水的摩尔比为1∶1。本发明的化学淋洗剂配方简单，效果显著，可对土壤中存在的镉、铜、铅、锌等重金属及以阴离子形式存在的砷一次性洗出，并有较好的去除效果，应用于这类重金属污染土壤具有成本低，修复效率高等特点；本发明所用的化学淋洗剂，针对不同污染土壤所含重金属种类及含量的不同，可以对淋洗剂的浓度，处理时间，液固比等参数进行一定的调整。淋洗处理后的土壤经清水清洗后填回原处理，不会造成二次污染。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于能同时去除土壤中重金属和砷的化学淋洗剂及其修复方法。

背景技术

由于土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点，一旦受到污染就很难治理。我国在过去十多年里，重金属污染土壤的植物修复技术由于其较低的成本和对环境友好引起了众多的关注。然而重金属超累积植物具有生长缓慢、生物量低、生长环境特殊，受到当地气候条件以及可用植物物种的限制等特征，难以满足对工业废弃地进行快速治理的要求。因此，具有广泛的适应性和快速性的土壤淋洗技术一直是国际上的难点和热点研究课题，并被广泛地在实验室进行研究并且应用于野外实际治理中。

土壤淋洗法是用淋洗液来淋洗污染土壤，使吸附或固定在土壤颗粒上的重金属溶解，然后回收淋洗液循环利用。淋洗和淋滤的方法对于小面积重金属严重污染的地区的修复效果较好。第一个大规模的土壤淋洗项目是在美国新泽西州于1992年10月完成的。根据2000年美国环保局的报告(EPA2000)，在600多个政府资助的场地修复高新技术示范工程中有4.2％的项目采用的就是土壤淋洗技术。现在针对重金属污染土壤的化学淋洗技术已经有比较成熟的商业运作。

当前研究者用于研究的污染土壤多集中在对一种或两三种重金属(镉、铜、铅、锌等)的污染土壤，污染的来源也常常采用实验室人工污染的方法。对同时含有以阴离子形式存在的砷及镉、铜、铅、锌等共存的污染土壤的修复方法，则未见报道。也未见有一种淋洗剂能同时处理含有阴、阳离子形式存在的多种重金属的污染土壤的报道。我国的土壤淋洗技术的研究较少，并且都处于实验室小试阶段，尚未有示范工程。而研究也集中在解吸或在植物修复中的重金属活化方面。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种能同时去除重金属和砷的化学淋洗剂。

本发明的另一个目的是提供利用上述化学淋洗剂修复土壤的方法。

本发明的用于同时去除土壤中重金属和砷的化学淋洗剂，由EDTA、氨水和草酸三种化学试剂配制而成，配制后EDTA和草酸的摩尔浓度分别为0.005-0.05mol/L和0.05-0.5mol/L，EDTA与氨水的摩尔比为1：1。氨水的目的在于使EDTA溶解，提供铵根离子。

利用化学淋洗剂对土壤进行修复的方法比较简单，只需向污染土壤中加入化学淋洗剂，在室温下振荡，离心，弃其洗出液，即可同时去除重金属和砷。化学淋洗剂与污染土壤的液固比优选为20毫升：1克。

如果污染比较严重，可以反复淋洗，也可以调整淋洗剂的浓度，液固比和处理时间等参数，直到土壤中的重金属和砷含量达到环境安全标准。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的化学淋洗剂配方简单，效果显著，可同时对土壤中存在的镉、铜、铅、锌等二价或三价重金属及以阴离子形式存在的砷有较好的去除效果，应用于这类重金属污染土壤具有成本低，修复效率高等特点；

2.本发明所用化学淋洗剂可对土壤中存在的镉、铜、铅、锌、砷等具有一次性洗出的特点；

3.本发明所用的化学淋洗剂，针对不同污染土壤所含重金属种类及含量的不同，可以对淋洗剂的浓度，处理时间等参数进行一定的调整。淋洗处理后的土壤经清水清洗后填回原处理，不会造成二次污染。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例1 化学淋洗剂的配制

(1)称取1.46g EDTA(乙二胺四乙酸)，加入400ml水溶解后倒入1L容量瓶中，再加入3.75ml 25％(体积百分比)的氨水，在加入氨水时轻轻摇动使EDTA达到充分溶解。

(2)称取6.3g草酸加入400ml水溶解后倒入步骤(1)的容量瓶中，之后再定容到1L标线，形成化学淋洗剂。

实施例2 土壤修复

采集广州氮肥厂原仓库污染土壤，土壤重金属本底含量：砷含量74.4mg/kg，铜325.0mg/kg，镉1.73mg/kg，铅254.4mg/kg，锌258.6mg/kg，pH＝7.31。将采集的土壤在室温条件下自然风干，再将土壤轻轻敲碎后过2mm筛。称取1g筛分后的土壤于离心管中，加入20ml化学淋洗剂(实施例1)，在室温下振荡2小时，振荡速度为180转/分钟，再离心，弃其洗出液。经分析，淋洗一次对各种重金属的去除率为：As 29.6％，Cd 44.2％，Cu58.7％，Pb 27.8％，Zn 27.8％。再对处理后的土壤，加入20ml化学淋洗剂(实施例1)，连续淋洗2次后各种重金属的累计去除率为：As 40.1％，Cd56.7％，Cu 64.9％，Pb 40.4％，Zn 34.9％。处理后土壤中的各种重金属的含量达到国家标准。