CN111889497A - 一种重金属Cd(Ⅱ)污染土壤的修复方法 - Google Patents
一种重金属Cd(Ⅱ)污染土壤的修复方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种Cd(II)污染土壤的修复方法，包括将聚丙烯非织造布接枝、功能化后制得具有螯合功能的水杨酸功能化非织造布，利用柠檬酸溶液作为淋洗剂将土壤中的重金属络合溶出，使土壤重金属转移到液相中，然后将螯合功能非织造布投加到上述柠檬酸体系泥水中，利用水杨酸功能化非织造布较强的络合能力，将重金属Cd(II)竞争吸附到非织造表面，从而降低土壤Cd(II)含量，修复Cd(II)污染土壤。本发明修复既降低了Cd(II)污染土壤中重金属元素的生物有效性和可迁移性，同时提高土壤自净能力，改善土壤肥力状况，从而保证农产品优质、高产、安全，而且土壤修复反应周期短、效果好，持续时间长，适用范围广，不会引起二次污染。同时避免了淋洗法修复过程中水土分离的问题。
Description
技术领域：
本发明涉及一种Cd(II)污染土壤的修复方法，属于污染治理领域。
背景技术：
近年来，随着城市化进程的飞速发展以及工厂企业的急速增多，越来越多的重金属通过各种途径排放进环境中。排放到环境中的重金属无论是在水体中还是大气中，最终都会回到于土壤中，造成严重的土壤污染。据报道，受镉、砷、铬、铅等几种重金属污染的耕地面积已达到2600万公顷，在重金属污染物中，镉污染最为严重，污染程度排名第一，更为严重的是，耕地镉含量现在正仍以每年0.004mg/kg的比例增长。农田镉污染问题已经变得尤为突出和严峻。
重金属镉在土壤中具有隐秘性、滞后性、不可降解性和较强的移动性，而且镉污染土壤所需的自然净化耗时长，因此易引起环境连锁反应，不但影响植物生长，也同时影响着大气、水环境的质量，造成整个生态系统失衡，土壤中的镉还会引起食物链污染，严重危害人体健康，并造成巨大的经济损失。
面对土壤镉污染日益严重的现状及其对人类、环境、生态系统等造成的危害，国内外已经认识到了镉污染土壤防治和修复的重要性，除了从源头上减少污染外，国内外还研究了许多举措防治土壤镉污染。目前，人们主要从两个方面入手治理和修复土壤重金属污染：(1)通过活化作用增强重金属的溶解性和迁移性，去除土壤中的重金属；(2)通过钝化作用改变重金属在土壤中的存在形态，降低重金属的迁移性和生物有效性。
目前，被人们广泛研究和使用的镉污染土壤的修复方法很多，如化学固定法，电动修复法，植物修复法及一些联合修复方法等，但这些方法在处理重金属污染土壤的过程中都存在各种困难和缺点，效果并不理想。原位化学淋洗法因其处理成本低，操作简单，实用性强且效果显著，因此受到广泛的关注和应用，它主要利用水、试剂以及其他的一些流体或气体对污染土壤进行淋洗，其作用原理是通过离子交换、化学沉淀、吸附及螯合等作用将土壤中的重金属转移到液相中，然后将淋洗液中的重金属提取出来。淋洗剂选择不当易造成土壤二次污染，因此应尽量选择具有螯合作用同时易生物降解的淋洗剂。对于重金属废水的回收处理，需要建立抽提井或人工抽提装置，工程量也较大，因此，我们结合原位化学淋洗法，在设计制备出水中镉离子快速竞争吸附非织造布基础上，提出了镉污染模拟土壤的重金属原位络合溶出-络合非织造布竞争吸附去除-溶出液再生循环应用的快速生态修复新方法。
发明内容：
本文所提出的土壤原位快速修复方法是通过加入淋洗剂使重金属镉从土壤固相转移到液相中，然后投入具有更强螯合作用的螯合功能非织造布，对液相中络合状态的镉进行竞争吸附，建立镉离子从土壤向水中、然后从水中向络合非织造布表面的迁移路线，络合剂在水介质中从与镉离子络合态向非织造布竞争吸附后游离态转化后返回水中、并继续络合土壤中镉离子的循环路径。
本发明是一种Cd(II)污染土壤的原位快速修复方法，其特征是包括以下步骤：
步骤1：将聚丙烯非织造布装入自封袋中，按固液比1∶40加入接枝液，充氮气后在紫外灯下照射，将聚丙烯非织造布取出后依此用自来水、蒸馏水、乙醇清洗烘干，得到丙烯酸非织造布，将丙烯酸非织造布装入圆底烧瓶，按固液比1∶60加入NaOH溶解的5-氨基水杨酸，水浴加热4h，冷却至室后将非织造布取出，用蒸馏水、乙醇清洗并烘干。得到水杨酸功能化非织造布；
步骤2：取一定质量的污染土壤，加入柠檬酸溶液，搅拌10min，使土壤中的重金属通过与柠檬酸的络合作用转移到液相中；
步骤3：向步骤2体系中加入水杨酸功能化非织造布，继续搅拌20min后，将水杨酸功能化非织造布取出，重复加入水杨酸功能化非织造布，可不断降低土壤中重金属Cd(II)的含量，直至土壤中Cd(II)含量降低到国家安全标准以下。
本发明所述的一种Cd(II)污染土壤的修复方法，其特征是：步骤2中柠檬酸的浓度为1-30g/L。
本发明所述的一种Cd(II)污染土壤的修复方法，其特征是：步骤2中柠檬酸溶液是土壤质量的1-10倍。
本发明所述的一种Cd(II)污染土壤的修复方法，其特征是：步骤3中土壤和加入的水杨酸功能化非织造布的比例为200-800倍。
具体实施方式
下面介绍本发明的具体实施例，但本发明不受实施例的限制。
实施例1
步骤1：将1g聚丙烯非织造布装入自封袋中，加入40ml接枝液，充氮气10min后在紫外灯下照射10min，将PP非织造布取出后依此用自来水、蒸馏水、乙醇清洗烘干，得到丙烯酸非织造布，将所得丙烯酸非织造布装入圆底烧瓶，加入1MNaOH溶液溶解的5-氨基水杨酸60ml，95℃水浴加热4h，冷却至室后将非织造布取出，用蒸馏水、乙醇清洗并烘干。得到水杨酸功能化非织造布；
步骤2：取400g的污染土壤，加入淋洗剂、即30g/L柠檬酸溶液4000ml，搅拌10min，使土壤中的重金属通过与柠檬酸的络合作用转移到液相中；
步骤3：向步骤2体系中加入0.5g水杨酸功能化非织造布，继续搅拌20min后，将水杨酸功能化非织造布取出，重复加入水杨酸功能化非织造布，可不断降低土壤中重金属Cd(II)的含量，直至土壤中Cd(II)含量降低到国家安全标准以下。
实施例2
步骤1：将1g聚丙烯非织造布装入自封袋中，加入40ml接枝液，充氮气10min后在紫外灯下照射10min，将PP非织造布取出后依此用自来水、蒸馏水、乙醇清洗烘干，得到产物丙烯酸非织造布，取丙烯酸非织造布装入圆底烧瓶，加入1MNaOH溶液溶解的5-氨基水杨酸60ml，80℃水浴加热4h，冷却至室后将非织造布取出，用蒸馏水、乙醇清洗并烘干。得到水杨酸功能化非织造布；
步骤2：取800g的污染土壤，加入淋洗剂、即1g/L柠檬酸溶液800mL，搅拌，使土壤中的重金属通过与柠檬酸的络合作用转移到液相中；
步骤3：向步骤2体系中加入1g水杨酸功能化非织造布非织造布，继续搅拌20min后，将水杨酸功能化非织造布取出，重复加入水杨酸功能化非织造布，可不断降低土壤中重金属Cd(II)的含量，直至土壤中Cd(II)含量降低到国家安全标准以下。
实施例3
步骤1：将1g聚丙烯非织造布装入自封袋中，加入40ml接枝液，充氮气10min后在紫外灯下照射10min，将PP非织造布取出后依此用自来水、蒸馏水、乙醇清洗烘干，得到产物丙烯酸非织造布，取丙烯酸非织造布装入圆底烧瓶，加入1MNaOH溶液溶解的5-氨基水杨酸60ml，95℃水浴加热4h，冷却至室后将非织造布取出，用蒸馏水、乙醇清洗并烘干。得到水杨酸功能化非织造布；
步骤2：取1000kg的污染土壤，加入淋洗剂、即20g/L柠檬酸溶液9000L，搅拌，使土壤中的重金属通过与柠檬酸的络合作用转移到液相中；
步骤3：向步骤2体系中加入1.25kg水杨酸功能化非织造布，继续搅拌20min后，将水杨酸功能化非织造布取出，重复加入水杨酸功能化非织造布，可不断降低土壤中重金属Cd(II)的含量，直至土壤中Cd(II)含量降低到国家安全标准以下。
Claims (4)
1.一种Cd(II)污染土壤的修复方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：将聚丙烯非织造布装入自封袋中，按固液比1∶40加入接枝液，充氮气后在紫外灯下照射，将聚丙烯非织造布取出后依此用自来水、蒸馏水、乙醇清洗烘干，得到丙烯酸非织造布，将丙烯酸非织造布装入圆底烧瓶，按固液比1∶60加入NaOH溶解的5-氨基水杨酸，水浴加热4h，冷却至室后将非织造布取出，用蒸馏水、乙醇清洗并烘干。得到水杨酸功能化非织造布；
步骤2：取一定质量的污染土壤，加入柠檬酸溶液，搅拌10min，使土壤中的重金属通过与柠檬酸的络合作用转移到液相中；
步骤3：向步骤2体系中加入水杨酸功能化非织造布，继续搅拌20min后，将水杨酸功能化非织造布取出，重复加入水杨酸功能化非织造布，可不断降低土壤中重金属Cd(II)的含量，直至土壤中Cd(II)含量降低到国家安全标准以下。
2.如权利要求1所述的一种Cd(II)污染土壤的修复方法，其特征是：步骤2中柠檬酸的浓度为1-30g/L。
3.如权利要求1所述的一种Cd(II)污染土壤的修复方法，其特征是：步骤2中柠檬酸溶液是土壤质量的1-30倍。
4.如权利要求1所述的一种Cd(II)污染土壤的修复方法，其特征是：步骤3中土壤和加入的水杨酸功能化非织造布的比例为200-800倍。
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| CN201910370257.9A CN111889497A (zh) | 2019-05-05 | 2019-05-05 | 一种重金属Cd(Ⅱ)污染土壤的修复方法 |
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| CN (1) | CN111889497A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112791710A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-14 | 天津工业大学 | 一种改性聚合物纤维球及其制备方法和Cd(Ⅱ)污染土壤的修复方法 |
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2019
- 2019-05-05 CN CN201910370257.9A patent/CN111889497A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112791710A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-14 | 天津工业大学 | 一种改性聚合物纤维球及其制备方法和Cd(Ⅱ)污染土壤的修复方法 |
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| PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20201106 |