[发明专利]镉污染土壤的重金属浸提减量方法

说明书

本发明提供一种镉污染土壤的重金属浸提减量方法，该方法将人工合成螯合剂EDTA、天然有机酸螯合剂和表面活性剂NP‑10三者以质量比为22:10—14:1比例复配，加水溶解稀释成土壤重金属浸提剂，然后将浸提剂与镉污染土壤在反应容器中充分混合反应一段时间，使土壤固相中的重金属转移至溶液中，含重金属溶液再经过天然矿物材料吸附其中重金属，净化后的浸提溶液可循环使用或安全排放。该方法通过将人工合成螯合剂EDTA、天然有机酸螯合剂和表面活性剂NP‑10复配促进重金属镉从固项转移到液相中，解决了常规单一使用EDTA作为淋洗浸提剂处理镉污染土壤时存在的用量大、去除效率不高的问题，且浸提液可循环使用或安全排放，具有经济性、环保性和高效性等优点。

技术领域

本发明涉及土壤重金属污染修复领域，尤其是涉及重金属镉污染土壤中镉总量的消减。

背景技术

土壤重金属污染是世界各国面临的最为棘手问题之一，在中国形势尤为严峻，中国目前遭受重金属污染的土壤面积已达上千万公顷，污染的耕地约有0.1亿hm²，约占耕地总面积的10%以上。重金属污染土壤，致使农产品质量下降，威胁我国的粮食安全。此外，土壤中重金属通过各级食物链以及影响水体和大气环境质量，对人类健康也造成极大的危害。全国每年因重金属污染而导致粮食减产高达1000多万t，全国每年受重金属污染的粮食多达1200万t。重金属污染物种类中，镉污染占土壤重金属污染的首位。因此，重金属镉污染土壤的治理方法成为现阶段急需解决的重大技术难题。

经过近年来全球范围的研究与应用，重金属污染土壤的修复技术主要有工程修复技术、物理/化学修复技术和生物修复技术等。1、工程修复技术，通过排土、换土、去表土、客土和深耕翻土等措施，降低土壤中污染物含量，减少对植物系统产生的毒害。2、物理/化学修复技术，利用污染物或污染介质的物理化学特性，以破坏、分离或固化污染物。包括：热处理技术、固化/稳定化技术、淋洗技术、氧化/还原技术、电动力学修复技术、土壤性能改良技术等。3、生物修复技术，运用现代生物技术降解或去除有害污染物，使得土壤质量得以提高或改善。包括植物修复技术和微生物修复技术。土壤中有些微生物具有嗜重金属性，能够产生胞外聚合物，与重金属离子形成络合物。植物修复是指利用植物提取、吸收、分解、转化或固定土壤中有毒有害污染物的技术。

现行土壤修复技术中，工程修复技术稳定性较好，但工程量大，投资费用高，会破坏土体结构，引起土壤肥力下降，还需要对换出的污土进行堆放或处理。

生物修复技术对环境友好，但针对复合型土壤污染面临技术难题，生物修复中的微生物不能降解所有进入环境的污染物，而植物修复虽然具有原位实施、易于推广和成本低等优点，但其缺陷也很显著，超富集植物生长缓慢，修复周期长，植株矮小，修复土壤只能局限在植物根系所能延伸的20cm范围内，一种超富集植物一般只对一种重金属具有富集能力，难以全面清除土壤中的所有污染物。物理/化学修复技术因其实施周期短，可用于处理各种污染物，是现行修复技术中应用最为广泛的修复技术。

物理/化学修复技术中热处理法较多地应用于汞污染土壤的修复，土壤改良法主要以重金属钝化法为主，石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、硅酸盐等是目前常用的钝化改良剂，但其只改变重金属在土壤中的存在形态，金属元素仍保留在土壤中，易再度活化危害植物。

土壤淋洗技术是一项应用性强、修复效率高、可从根本上去除土壤中重金属的修复技术，在国内外的土壤修复实践中取得了良好的修复效果，它是将可促进土壤污染物溶解或迁移的化学溶剂注入受污染土壤中，从而将污染物从土壤中溶解、分离出来并进行处理的技术。其淋洗剂的选择是技术的关键，用来提取土壤重金属的提取剂虽然很多，但是，既能提取重金属又不破坏土壤结构，造成养分流失和生物活性下降的提取剂很难被找到，且淋洗废液容易导致二次污染。

常用重金属土壤淋洗剂主要有人工合成螯合剂如EDTA、NTA、DTPA等和天然螯合剂苹果酸、柠檬酸等。其作用是通过络合作用，将吸附在土壤颗粒及胶体表面的金属离子解络，然后利用自身更强的络合作用形成新的络合体，从土壤中分离出来。