CN103706628A - 一种用于铜污染土壤的化学淋洗修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种用于铜污染土壤的化学淋洗修复方法，本发明具有较强的生物降解性，且淋洗效率较高。取内径5cm、高度15cm的PVC淋洗柱，在淋洗柱底部打小孔，将滤纸固定在底部，准确称量100.00g污染土壤装入柱中，在土柱上端一次性加入土液比为1:1~1:5，浓度为1~22mol/L的BHMTPMPA溶液，待淋洗完毕后，测定淋洗液中重金属铜的含量。在淋洗柱底部打的小孔为均匀打2~16个小孔。固定在底部滤纸为两层。污染土壤铜浓度为800~2975mg·kg-1。本发明采用BHMTPMPA强化修复铜污染土壤的措施，其方法具有修复效率高、可操作性强、环境风险低等特点。

Description

一种用于铜污染土壤的化学淋洗修复方法
技术领域
本发明涉及铜污染土壤淋洗修复技术领域，是一种用于铜污染土壤的化学淋洗修复方法。
背景技术
重金属Cu既是植物生长的必需微量营养元素之一，又是污染元素。土壤环境Cu污染主要来自于含Cu肥料、含Cu农药、畜禽粪便、粉煤灰、生活垃圾、污泥以及铜冶炼厂的废水。土壤环境中积累过量Cu所导致的生态毒性，会使植物光合作用受到抑制，导致作物减产，同时也对生态系统的安全和人类健康构成威胁，大量铜污染土壤亟待修复。
在欧美国家，化学淋洗技术治理重金属污染土壤已有多年历史，而在我国尚处于初级阶段。淋洗技术是修复污染土壤的一种有效方法，土壤淋洗技术是采用酸、碱、螯合剂、盐类及表面活性剂等，增加重金属在土壤中的溶解性和可移动性，并通过冲洗、淋滤、浸提等方式，从而达到移除污染土壤中的重金属的目的。EDTA等对Cu具有较强的活化能力和较好的选择性，但随着研究的深入，发现这些螯合剂活化的重金属螯合物会向土壤深处渗滤，导致二次污染。
双1，6亚己基三胺五甲叉膦酸（BHMTPMPA）是一种有机膦酸，有机膦酸是分子中有一个或多个膦酸基团的化合物，由于有机膦酸类化合物能在较宽的pH 范围内与多种重金属离子生成稳定的螯合物，且毒性小，合成方法简单，原料易得，价格低廉，生成的有机膦酸类螯合剂易于被生物降解，相继得到了各国的重视。但目前BHMTPMPA只是应用于水处理等行业，缺少在土壤淋洗修复的相关研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有效且环境风险低的用于铜污染土壤的化学淋洗修复方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
在含污染物铜的土壤上施用BHMTPMPA，通过其与重金属铜的强烈螯合作用淋洗修复铜污染土壤，从而实现除去土壤中污染物铜的目的。技术特征在于：取内径5 cm、高度15 cm的PVC淋洗柱，在淋洗柱底部打小孔，将滤纸固定在底部，准确称量100.00 g铜污染土壤装入柱中，在土柱上端一次性加入土液比为1:1~1:5，浓度为1~22 mol/L的PBTCA溶液，待淋洗完毕后，测定淋洗液中重金属铜的含量。在淋洗柱底部打的小孔为均匀打2~16个小孔。固定在底部滤纸为两层。污染土壤铜浓度为800~2975 mg·kg-1。
本发明的优点是：实验证明BHMTPMPA是一种可用于铜污染土壤修复的较理想淋洗剂，与现有技术相比，其具有较强的生物降解性，且淋洗效率较高。本发明采用BHMTPMPA强化修复铜污染土壤的措施，其方法具有修复效率高、可操作性强、环境风险低等特点。
具体实施方式
实施例1。
将采集无污染土样风干，剔除植物残体和土块，过10目筛后置干燥处保存。取上述土样过40目筛，在供试土样中添加一定量的CuSO4·5H2O，充分混匀，使人工污染土壤重金属铜浓度达到800 mg·kg-1。
 取内径5 cm、高度15 cm的PVC淋洗柱。在淋洗柱底部均匀打16个小孔，将两层滤纸固定在底部。准确称量100.00 g人工污染土壤装入柱中。在土柱上端一次性加入土液比为1:4，浓度为1、2、6、10、14、18、22 mol/L的BHMTPMPA溶液。待淋洗完毕后，测定淋洗液中重金属铜的含量，各重复处理3次。
表1 BHMTPMPA浓度对重金属铜去除率的影响
淋洗剂浓度（mol/L） CK 1 2 6 10 14 18 22
去除率（%） 9 24 33 54 65 77 72 73
结果表明，采用土柱淋洗方式，利用BHMTPMPA修复人工铜污染土壤，重金属Cu去除率最大达到77%。
 实施例2。
取内径5 cm、高度15 cm的PVC淋洗柱。在淋洗柱底部均匀打16个小孔，将两层滤纸固定在底部。准确称量100.00 g浓度为1000 mg·kg-1人工污染土壤装入柱中，在土柱上端一次性加入土液比为1:1~1:5，浓度为14 mol/L的BHMTPMPA溶液。待淋洗完毕后，测定淋洗液中重金属铜的含量，各重复处理3次。
表2 土液比对重金属铜去除率的影响
土液比 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5
去除率（%） 30 41 61 74 72
结果表明，采用土柱淋洗方式，利用BHMTPMPA修复人工铜污染土壤，重金属Cu去除率最大达到74%。
 实施例3。
取内径5 cm、高度15 cm的PVC淋洗柱。在淋洗柱底部均匀打16、12、8、4、2个小孔（即淋洗时间分别为30、60、120、180和210 min），将两层滤纸固定在底部。准确称量100.00 g浓度为1500 mg·kg-1人工污染土壤装入柱中，在土柱上端一次性加入土液比为1:4，浓度为14 mol/L的BHMTPMPA溶液。待淋洗完毕后，测定淋洗液中重金属铜的含量，各重复处理3次。
表3 淋洗时间对重金属铜去除率的影响
淋洗时间（min） 30 60 120 180 210
去除率（%） 35 42 55 76 71
结果表明，采用土柱淋洗方式，利用BHMTPMPA修复人工铜污染土壤，重金属Cu去除率最大达到76%。
 实施例4。
利用2007年采于沈阳冶炼厂的污染土壤做土柱淋洗实验，铜浓度为2975  mg kg-1。取内径5 cm、高度15 cm的PVC淋洗柱。在淋洗柱底部均匀打16个小孔，将两层滤纸固定在底部。准确称量100.00 g沈阳冶炼厂污染土壤装入柱中，在土柱上端一次性加入土液比为1:4，浓度为14 mol/L的BHMTPMPA溶液。待淋洗完毕后，测定淋洗液中重金属铜的含量，各重复处理3次。
结果表明，采用土柱淋洗方式，利用BHMTPMPA修复沈阳冶炼厂铜污染土壤，重金属Cu去除率最大达到67%。
 从以上4个实施例可以看出，无论人工铜污染土壤，还是沈阳冶炼厂铜污染土壤，BHMTPMPA均表现出对土壤铜的较强淋洗去除能力。因此可以认为BHMTPMPA对铜污染土壤有较强的淋洗修复能力，可用于铜污染土壤的淋洗修复。

Claims (4)

1.一种用于铜污染土壤的化学淋洗修复方法，其特征在于：取内径5 cm、高度15 cm的PVC淋洗柱，在淋洗柱底部打小孔，将滤纸固定在底部，准确称量100.00 g污染土壤装入柱中，在土柱上端一次性加入土液比为1:1~1:5，浓度为1~22 mol/L的BHMTPMPA溶液，待淋洗完毕后，测定淋洗液中重金属铜的含量。
2.根据权利要求1所述的一种用于铜污染土壤的化学淋洗修复方法，其特征在于：在淋洗柱底部打的小孔为均匀打2~16个小孔。
3.根据权利要求1所述的一种用于铜污染土壤的化学淋洗修复方法，其特征在于：固定在底部滤纸为两层。
4.根据权利要求1所述的一种用于铜污染土壤的化学淋洗修复方法，其特征在于：污染土壤铜浓度为800~2975 mg·kg-1。
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