CN109233841A - 一种复合淋洗剂及其淋洗土壤重金属的方法 - Google Patents
一种复合淋洗剂及其淋洗土壤重金属的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种复合淋洗剂及其淋洗土壤重金属的方法，淋洗效果好，且淋洗剂绿色环保，没有二次污染。复合淋洗剂是将草酸和茶皂素溶于水中制得，其中，草酸的摩尔浓度为0.05‑0.2mol/L，茶皂素的质量浓度为2‑5％。所述的复合淋洗剂淋洗土壤重金属的方法：将土样和复合淋洗剂混合，在80‑180r/min的震荡速率下振荡0.5‑24h，振荡完成后离心，然后过滤，得到淋洗后的土壤。
Description
技术领域
本发明属于生态环境修复领域，涉及一种复合淋洗剂及其淋洗土壤重金属的方法。
背景技术
土壤污染具有累积性，污染物质在土壤中不容易迁移、扩散和稀释，因此容易在土壤中不断积累而超标，同时土壤污染具有很强的稳定性。淋洗修复是将土壤中重金属从固相转移至液相，可以较彻底去除污染土壤中的As、Cd，因其周期短，修复效率高，以此得到广泛的关注和研究。土壤淋洗修复由于具有时间短、见效快、不受污染程度限制等因素具有其他修复方法不可比拟的优越性。但是也有淋洗剂本身的污染等环境问题，有人将茶皂素和EDTA复合淋洗，对重金属的去除效果比单一淋洗剂淋洗效好，但是EDTA造成二次污染。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种复合淋洗剂及其淋洗土壤重金属的方法，淋洗效果好，且淋洗剂绿色环保，没有二次污染。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种用于淋洗土壤重金属的复合淋洗剂，将草酸和茶皂素溶于水中制得，其中，草酸的摩尔浓度为0.05-0.2mol/L，茶皂素的质量浓度为2-5％。
优选的，复合淋洗剂的pH为6-8。
进一步的，采用氢氧化钠调节复合淋洗剂的pH为6-8。
一种所述的复合淋洗剂淋洗土壤重金属的方法，将土样和复合淋洗剂混合，在80-180r/min的震荡速率下振荡0.5-24h，振荡完成后离心，然后过滤，得到淋洗后的土壤。
优选的，土样为过60-100目筛的细土。
优选的，离心速率为3000-6000r/min，时间为10-20min。
优选的，过滤具体是过0.45μm的滤膜。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明所述的复合淋洗剂，草酸是天然的螯合剂，是有机强酸；茶皂素是天然生物表面活性剂，淋洗剂中添加表面活性剂是为了提高对土壤污染的处理效果；将草酸和茶皂素复合形成淋洗液，草酸和茶皂素能够相互促进，提高淋洗效果。同时，草酸和茶皂素为天然淋洗剂，可以被土壤微生物降解，对于土壤环境绿色友好，不会产生二次污染。本发明利用化学淋洗剂处理As、Cd污染的土壤，为后续的土壤重金属污染防治提供技术支撑。
进一步的，复合淋洗剂的pH调节为6-8，与生活土壤的pH非常接近，采用该复合淋洗剂淋洗土壤不会对土壤的pH产生不良影响。
本发明采用上述复合淋洗剂淋洗土壤，其淋洗效果好，时间短，对土壤没有而成污染，环境友好。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明所述的复合淋洗剂，是将草酸和茶皂素溶于水中制得，其中，草酸的浓度为0.05-0.2mol/L，茶皂素的质量浓度为2-5％，采用氢氧化钠调节pH为6-8。
采用上述的复合淋洗剂淋洗土壤重金属的方法，包括以下步骤：
步骤1，配置上述的淋洗液，取过60-100目筛子的土样置于50ml的离心管中，加入上述淋洗液于离心管中，在25℃下，在80-180r/min的速率振荡0.5-24h，振荡完成后离心管放入离心机内，在3000-6000r/min下离心10-20min，过0.45μm的滤膜，滤液装入15ml的离心管中，用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测滤液中As和Cd的含量。
本发明采用的1#土样、2#土样、3#土样进行实验，通过消解法测量三种土样中As和Cd的含量，通过国标法测定三种土样的pH和有机质含量，结果如表1所示。
表1不同土壤的理化性质及重金属含量
注：在表1中括号中的数值为相应土壤类型在其pH下的As/Cd的二级土壤污染标准含量。
采用本发明的复合淋洗剂淋洗上述土样，具体实施例如下。
实施例1
配置淋洗液：将草酸和茶皂素溶于水中，采用氢氧化钠调节pH为6，其中，草酸的浓度为0.1mol/L，茶皂素的质量浓度为2％。
淋洗：在常温下进行实验，用最佳水土比20:1，秤取1g过100目筛子的1#土样至于50ml的离心管中，加入上述淋洗液20ml于离心管中，在25℃下，150r/min速率下振荡2h，振荡完成后离心管放入离心机内，在4000r/min下离心15min，过0.45μm的滤膜，滤液装入15ml的离心管中，用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测其As和Cd的含量。
结果表明，本实施例淋洗液对1#土样中As的去除率为90％，Cd的去除率为45％。
实施例2
配置淋洗液：将草酸和茶皂素溶于水中，采用氢氧化钠调节pH为6，其中，草酸的浓度为0.1mol/L，茶皂素的质量浓度为2％。
淋洗：在常温下进行实验，用最佳水土比20:1，秤取1g过100目筛子的1#土样至于50ml的离心管中，加入上述淋洗液20ml于离心管中，在25℃下，150r/min速率下振荡0.5h，振荡完成后离心管放入离心机内，在4000r/min下离心15min，过0.45μm的滤膜，滤液装入15ml的离心管中，用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测其As和Cd的含量。
结果表明，本实施例淋洗液对1#土样中As的去除率为75％，Cd的去除率为31％。
实施例3
配置淋洗液：将草酸和茶皂素溶于水中，采用氢氧化钠调节pH为6，其中，草酸的浓度为0.1mol/L，茶皂素的质量浓度为2％。
淋洗：在常温下进行实验，用最佳水土比20:1，秤取1g过100目筛子的1#土样至于50ml的离心管中，加入上述淋洗液20ml于离心管中，在25℃下，150r/min速率下振荡1h，振荡完成后离心管放入离心机内，在4000r/min下离心15min，过0.45μm的滤膜，滤液装入15ml的离心管中，用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测其As和Cd的含量。
结果表明，本实施例淋洗液对1#土样中As的去除率为79％，Cd的去除率为37％。
实施例4
配置淋洗液：将草酸和茶皂素溶于水中，采用氢氧化钠调节pH为6，其中，草酸的浓度为0.1mol/L，茶皂素的质量浓度为2％。
淋洗：在常温下进行实验，用最佳水土比20:1，秤取1g过100目筛子的1#土样至于50ml的离心管中，加入上述淋洗液20ml于离心管中，在25℃下，150r/min速率下振荡4h，振荡完成后离心管放入离心机内，在4000r/min下离心15min，过0.45μm的滤膜，滤液装入15ml的离心管中，用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测其As和Cd的含量。
结果表明，本实施例淋洗液对1#土样中As的去除率为91％，Cd的去除率为44％。
实施例5
配置淋洗液：将草酸和茶皂素溶于水中，采用氢氧化钠调节pH为6，其中，草酸的浓度为0.1mol/L，茶皂素的质量浓度为2％。
淋洗：在常温下进行实验，用最佳水土比20:1，秤取1g过100目筛子的1#土样至于50ml的离心管中，加入上述淋洗液20ml于离心管中，在25℃下，150r/min速率下振荡6h，振荡完成后离心管放入离心机内，在4000r/min下离心15min，过0.45μm的滤膜，滤液装入15ml的离心管中，用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测其As和Cd的含量。
结果表明，本实施例淋洗液对1#土样中As的去除率为91％，Cd的去除率为45％。
实施例6
配置淋洗液：将草酸和茶皂素溶于水中，采用氢氧化钠调节pH为6，其中，草酸的浓度为0.1mol/L，茶皂素的质量浓度为2％。
淋洗：在常温下进行实验，用最佳水土比20:1，秤取1g过100目筛子的1#土样至于50ml的离心管中，加入上述淋洗液20ml于离心管中，在25℃下，150r/min速率下振荡8h，振荡完成后离心管放入离心机内，在4000r/min下离心15min，过0.45μm的滤膜，滤液装入15ml的离心管中，用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测其As和Cd的含量。
结果表明，本实施例淋洗液对1#土样中As的去除率为92％，Cd的去除率为46％。
实施例7
配置淋洗液：将草酸和茶皂素溶于水中，采用氢氧化钠调节pH为6，其中，草酸的浓度为0.1mol/L，茶皂素的质量浓度为2％。
淋洗：在常温下进行实验，用最佳水土比20:1，秤取1g过100目筛子的1#土样至于50ml的离心管中，加入上述淋洗液20ml于离心管中，在25℃下，150r/min速率下振荡12h，振荡完成后离心管放入离心机内，在4000r/min下离心15min，过0.45μm的滤膜，滤液装入15ml的离心管中，用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测其As和Cd的含量。
结果表明，本实施例淋洗液对1#土样中As的去除率为93％，Cd的去除率为45％。
实施例8
配置淋洗液：将草酸和茶皂素溶于水中，采用氢氧化钠调节pH为6，其中，草酸的浓度为0.1mol/L，茶皂素的质量浓度为2％。
淋洗：在常温下进行实验，用最佳水土比20:1，秤取1g过100目筛子的1#土样至于50ml的离心管中，加入上述淋洗液20ml于离心管中，在25℃下，150r/min速率下振荡24h，振荡完成后离心管放入离心机内，在4000r/min下离心15min，过0.45μm的滤膜，滤液装入15ml的离心管中，用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测其As和Cd的含量。
结果表明，本实施例淋洗液对1#土样中As的去除率为92％，Cd的去除率为42％。
实施例9
配置淋洗液：将草酸和茶皂素溶于水中，采用氢氧化钠调节pH为7，其中，草酸的浓度为0.1mol/L，茶皂素的质量浓度为2％。
淋洗：在常温下进行实验，用最佳水土比20:1，秤取1g过100目筛子的1#土样至于50ml的离心管中，加入上述淋洗液20ml于离心管中，在25℃下，150r/min速率下振荡2h，振荡完成后离心管放入离心机内，在4000r/min下离心15min，过0.45μm的滤膜，滤液装入15ml的离心管中，用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测其As和Cd的含量。
结果表明，本实施例淋洗液对1#土样中As的去除率为87％，Cd的去除率为42％。
实施例10
配置淋洗液：将草酸和茶皂素溶于水中，采用氢氧化钠调节pH为8，其中，草酸的浓度为0.1mol/L，茶皂素的质量浓度为2％。
淋洗：在常温下进行实验，用最佳水土比20:1，秤取1g过100目筛子的1#土样至于50ml的离心管中，加入上述淋洗液20ml于离心管中，在25℃下，150r/min速率下振荡2h，振荡完成后离心管放入离心机内，在4000r/min下离心15min，过0.45μm的滤膜，滤液装入15ml的离心管中，用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测其As和Cd的含量。
结果表明，本实施例淋洗液对1#土样中As的去除率为85％，Cd的去除率为39％。
实施例11
配置淋洗液：将草酸和茶皂素溶于水中，采用氢氧化钠调节pH为6，其中，草酸的浓度为0.05mol/L，茶皂素的质量浓度为3％。
淋洗：在常温下进行实验，用最佳水土比5:1，秤取1g过100目筛子的2#土样至于50ml的离心管中，加入上述淋洗液5ml于离心管中，在25℃下，80r/min速率下振荡24h，振荡完成后离心管放入离心机内，在3000r/min下离心15min，过0.45μm的滤膜，滤液装入15ml的离心管中，用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测其As和Cd的含量。
结果表明，本实施例淋洗液对2#土样中As的去除率为75％，Cd的去除率为38％。
实施例12
配置淋洗液：将草酸和茶皂素溶于水中，采用氢氧化钠调节pH为6，其中，草酸的浓度为0.15mol/L，茶皂素的质量浓度为4％。
淋洗：在常温下进行实验，用最佳水土比10:1，秤取1g过100目筛子的2#土样至于50ml的离心管中，加入上述淋洗液10ml于离心管中，在25℃下，100r/min速率下振荡24h，振荡完成后离心管放入离心机内，在4000r/min下离心10min，过0.45μm的滤膜，滤液装入15ml的离心管中，用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测其As和Cd的含量。
结果表明，本实施例淋洗液对2#土样中As的去除率为82％，Cd的去除率为42％。
实施例13
配置淋洗液：将草酸和茶皂素溶于水中，采用氢氧化钠调节pH为6，其中，草酸的浓度为0.2mol/L，茶皂素的质量浓度为5％。
淋洗：在常温下进行实验，用最佳水土比25:1，秤取1g过100目筛子的3#土样至于50ml的离心管中，加入上述淋洗液25ml于离心管中，在25℃下，180r/min速率下振荡24h，振荡完成后离心管放入离心机内，在6000r/min下离心20min，过0.45μm的滤膜，滤液装入15ml的离心管中，用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测其As和Cd的含量。
结果表明，本实施例淋洗液对3#土样中As的去除率为79％，Cd的去除率为40％。
对比例1
配置淋洗液：将草酸溶于水中，采用氢氧化钠调节pH为6，其中，草酸的浓度为0.2mol/L。
淋洗：在常温下进行实验，用最佳水土比20:1，秤取1g过100目筛子的1#土样至于50ml的离心管中，加入上述淋洗液25ml于离心管中，在25℃下，150r/min速率下振荡2h，振荡完成后离心管放入离心机内，在4000r/min下离心15min，过0.45μm的滤膜，滤液装入15ml的离心管中，用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测其As和Cd的含量。
结果表明，本对比例1淋洗液对1#土样中As的去除率为77％，Cd的去除率为14％。
对比例2
配置淋洗液：将茶皂素溶于水中，采用氢氧化钠调节pH为6，其中，茶皂素的质量浓度为4％。
淋洗：在常温下进行实验，用最佳水土比20:1，秤取1g过100目筛子的1#土样至于50ml的离心管中，加入上述淋洗液25ml于离心管中，在25℃下，150r/min速率下振荡2h，振荡完成后离心管放入离心机内，在4000r/min下离心15min，过0.45μm的滤膜，滤液装入15ml的离心管中，用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测其As和Cd的含量。
结果表明，本对比例2淋洗液对1#土样中As的去除率为56％，Cd的去除率为26％。
实施例1与对比例1和对比例2比较，可以看出，草酸和茶皂素复合后的淋洗效果优于单独的草酸或单独的茶皂素的淋洗效果，证明草茶皂素之间存在协同效应，产生很好的淋洗效果。
本发明较全面的考虑了淋洗的影响因素，如淋洗时间、淋洗剂pH、淋洗剂浓度，得出最佳淋洗液配方和淋洗方法，即实施例1的配方和方法。本发明选择了与实际生活中土壤的pH值接近的淋洗液pH，使得采用淋洗液处理土壤后对土壤pH影响小。草酸和茶皂素是天然淋洗剂，可以被土壤微生物降解，对于土壤环境绿色友好，不会产生二次污染。
Claims (7)
1.一种用于淋洗土壤重金属的复合淋洗剂，其特征在于，将草酸和茶皂素溶于水中制得，其中，草酸的摩尔浓度为0.05-0.2mol/L，茶皂素的质量浓度为2-5％。
2.根据权利要求1所述的用于淋洗土壤重金属的复合淋洗剂，其特征在于，复合淋洗剂的pH为6-8。
3.根据权利要求2所述的用于淋洗土壤重金属的复合淋洗剂，其特征在于，采用氢氧化钠调节复合淋洗剂的pH为6-8。
4.一种权利要求1-3任一项所述的复合淋洗剂淋洗土壤重金属的方法，其特征在于，将土样和复合淋洗剂混合，在80-180r/min的震荡速率下振荡0.5-24h，振荡完成后离心，然后过滤，得到淋洗后的土壤。
5.根据权利要求4所述的复合淋洗剂淋洗土壤重金属的方法，其特征在于，土样为过60-100目筛的细土。
6.根据权利要求4所述的复合淋洗剂淋洗土壤重金属的方法，其特征在于，离心速率为3000-6000r/min，时间为10-20min。
7.根据权利要求4所述的复合淋洗剂淋洗土壤重金属的方法，其特征在于，过滤具体是过0.45μm的滤膜。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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