[发明专利]一种复配淋洗剂及其对重金属污染盐碱土壤的修复优化方法

说明书

本发明公开一种复配淋洗剂，主要成分为柠檬酸和磷酸二氢钾，复配淋洗剂的pH值为4.0±0.1。以及复配淋洗剂对重金属污染盐碱土壤的修复优化方法，包括以下步骤：1)将重金属复合污染土壤自然风干并磨细过10目筛，取过筛后的土壤样品进行淋洗试验；2)向重金属污染土壤中加入中制备的复配淋洗剂得到土壤‑淋洗剂混合物，其固液比为1:10，该混合物置于往复式气浴振荡器中以200rpm/min的速度常温下振荡8h；3)振荡结束后，将土壤悬浊液于4000rpm/min的转速下离心10min，上清液通过0.45μm滤膜，利用ICP‑OES测定重金属浓度，计算去除率。

技术领域

本发明涉及重金属污染土壤化学修复技术领域，尤其涉及一种复配淋洗剂及其对重金属污染盐碱土壤的修复优化方法。

背景技术

土壤是人类赖以生存的环境基础和农业生产活动的重要资源，而今世界面临的诸如资源环境、粮食问题等都与土壤息息相关。在土地的开发利用中，如采矿、冶炼、化工、交通运输等活动都引起来不同程度的重金属污染问题。由于重金属污染本身具有隐蔽性、不可逆性，在自然条件下土壤的重金属不能被微生物降解，因而具有强毒性和食物链风险。因此，重金污染土壤的修复问题，将成为今后环境领域密切关注的研究课题，也对生态环境保护与修复具有重要意义。

土壤淋洗技术是目前国际上土壤修复工程领域研究和应用比较广泛的修复技术，即利用液体或其他流体来淋洗污染土壤从而去除污染物的方式，通过淋洗液或化学助剂与土壤污染物结合，解吸、螯合或溶解土壤中的重金属。开发高效且环境友好的化学淋洗剂便成为淋洗技术应用的关键点，由于实际场地中污染物的成分复杂且多变，仅使用单一淋洗剂的传统方法无法满足实际工程的需求，因此，复合淋洗剂的开发应用引起广泛关注，同时，也需要对淋洗条件进行优化，对淋洗后的土壤进行性质评估从而达到最优的淋洗效果。

发明内容

本发明针对天津地区典型盐碱土的重金属污染问题，提供了一种用于As、Cr复合污染土壤修复的复配淋洗剂及其使用方法，该方法能够明显去除污染土壤中的重金属，同时重金属形态分布、毒性浸出水平和土壤性质大为改善。

本发明的技术方案：一种复配淋洗剂，主要成分包括柠檬酸和磷酸二氢钾，体积比为3:1，复配淋洗剂的pH值为4.0±0.1,其中柠檬酸的浓度为0.45mol/L，磷酸二氢钾的浓度为0.45mol/L。其中，所述复配淋洗剂的pH值采用1mol/L的NaOH进行调节。

本发明的第二个技术方案是上述复配淋洗剂对重金属污染盐碱土壤的修复优化方法，包括以下步骤：

1)采用柠檬酸溶液和磷酸二氢钾溶液制备复配淋洗剂，所述柠檬酸和磷酸二氢钾溶液的体积比为3:1；

2)将重金属复合污染土壤自然风干并磨细过10目筛，取过筛后的土壤样品进行淋洗试验；

3)向重金属污染土壤中加入步骤1中制备的复配淋洗剂得到土壤-淋洗剂混合物，其固液比为1:10，该混合物置于往复式气浴振荡器中以200rpm/min的速度常温下振荡8h；

4)振荡结束后，将土壤悬浊液于4000rpm/min的转速下离心10min，上清液通过0.45μm滤膜，利用ICP-OES测定重金属浓度，计算去除率。

作用机理：

柠檬酸是一种天然小分子有机酸，对土壤重金属中重金属有一定的去除能力，易生物降解，对土壤的理化性质的破坏小，二次污染风险也较小。其对重金属的去除通常包含三种方式，一是柠檬酸直接与重金属离子络合形成带正电荷的配合物；第二种是当柠檬酸吸附在土壤表面时，其官能团与重金属形成配合物；三是重金属的配位作用生成高溶解性的配合物从而达到解吸效果。与普通重金属不同的是，As、Cr通常以含氧酸根的形式存在于土壤中，KH₂PO₄溶液呈弱酸性，能够在土壤中发生微弱的酸解作用，同时，P和As作为同一主族元素，其含氧酸根离子结构上具有相似性，因此，能够发生同晶置换从而达到重金属去除的目的。