[发明专利]一种重金属污染土壤的修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种重金属污染土壤的修复方法，属于土壤修复技术领域。

背景技术

我国土壤重金属污染问题突出，受污染耕地面积约2000 hm²。严重的土壤重金属污染已对食品安全、生态环境和群众健康构成了严重威胁，急切需求重金属污染土壤修复技术。目前重金属污染土壤的修复技术包括物理修复、化学修复和生物修复。基于表面活性剂的化学淋洗技术是目前最具前景的修复技术。然而该技术受到地层介质低渗透性及非均匀性的限制，化学淋洗液易产生孔道效应(淋洗液易沿渗透性好的介质孔道流动)，难以覆盖整个污染区域，导致修复效果低；同时淋洗液易受重力影响，导致其迁移难以控制，极易进入含水层，导致污染区域扩大，造成二次污染。

表面活性剂泡沫修复方法是近年发展的污染土壤修复技术，由于泡沫具有流动性强、土壤中分布均匀、受重力影响小等优点而受到广泛关注。李英等人公开了一种利用表面活性剂形成的水基泡沫去除土壤中重金属离子的方法[CN103909090A]，因表面活性剂泡沫中的胶体易于重金属通过配位和吸附作用形成稳定混合体系，吸附重金属的表面活性剂泡沫难以分离，成本高且工艺复杂，限制了该发明在实际污染修复中的推广。

发明内容

本发明针对表面活性剂水基泡沫吸附、螯合重金属后分离难的问题，提供一种重金属污染土壤的修复方法，该方法基于开关表面活性剂可逆可控的特性，利用开关表面活性剂水基泡沫吸附、增溶重金属实现土壤重金属污染修复，通过调控增溶重金属的表面活性剂泡沫分离表面活性剂，实现表面活性剂的回收利用。

一种重金属污染土壤的修复方法，具体步骤为：

（1）将重金属污染土壤破碎至粒径不大于50mm；

（2）将可逆表面活性剂加入到水中，然后通入二氧化碳得到可逆表面活性剂碳酸盐水溶液；

（3）将步骤（2）所得可逆表面活性剂碳酸盐水溶液、螯合剂水溶液、CO₂气体分别通入多孔介质中得到可逆表面活性剂泡沫；

（4）将步骤（3）所得可逆表面活性剂泡沫匀速鼓入步骤（1）破碎的重金属污染土壤中得到无污染土壤和含重金属泡沫；

（5）将空气或惰性气体通入步骤（4）所得含重金属泡沫中，静置，下层固体即为可逆表面活性剂；

所述步骤（2）中可逆表面活性剂为含有脒基、胍基、咪唑啉官能团的长链烷基(R = C₈~C₁₈)化合物中的一种或多种；

所述步骤（2）中可逆表面活性剂碳酸盐水溶液中可逆表面活性剂的质量百分数浓度为0.1~2%；

所述步骤（3）中螯合剂水溶液中螯合剂的质量百分数浓度为1~5%，螯合剂为乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)、乙二醇双四乙酸(EGTA)、鼠李糖、皂角苷、草酸、柠檬酸、水杨酸中的一种或多种；

所述步骤（3）中多孔介质的孔隙率不低于3%，粒径为0.05~50 mm；

所述步骤（3）中可逆表面活性剂碳酸盐水溶液、CO₂气体、螯合剂水溶液的流速比为1:(0.02~0.5):(0.05~0.8)；

所述步骤（4）中可逆表面活性剂泡沫的流速为0.02~100mL/min，且泡沫体积与土壤质量比不低于5mL/g。

本发明是基于CO₂型气体可逆表面活性剂与CO₂反应产生具有表面活性的碳酸盐，通入空气或惰性气体后转变为非活性态，且不溶于水易沉淀这一特性，以解决表面活性剂泡沫修复土壤中的重金属后，表面活性剂难以分离的问题。

本发明的有益效果：

（1）本发明方法对土壤中多种重金均具有良好的去除效果，且耐土壤的碱度、盐度，可对不同类型重金属污染土壤进行修复；

（2）本发明方法往吸附重金属的开关表面活性剂水基泡沫体系中通入空气或惰性气体，使开关表面活性剂失活，转变为沉淀态，实现表面活性剂与重金属的有效分离，从而实现表面活性剂的回收利用，具有操作简单、表面活性剂回收效率高、成本低等优点，有利于泡沫修复污染土壤技术的推广应用。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

实施例1：本实施例中的重金属污染土壤以云南某地区重金属污染土壤为样本，其中重金属铬、隔、铅、铜的含量为铬279 mg/kg、隔95 mg/kg、铅2186 mg/kg、铜82 mg/kg；

一种重金属污染土壤的修复方法，具体步骤为：