一種利用納米零價鐵與檸檬酸聯(lián)合淋洗去除重金屬污染土壤中鉛的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用納米零價鐵與檸檬酸聯(lián)合淋洗去除重金屬污染土壤中鉛的方法。該方法是向檸檬酸溶液中加入納米零價鐵，制成納米零價鐵-檸檬酸復合溶液，然后將此復合溶液加入到鉛污染土壤中，于室溫下振蕩、淋洗、離心，然后濾膜，收集濾液。本發(fā)明淋洗液配制簡單、可操作性強、淋洗效果顯著，對鉛的淋洗率達到83.08%；淋洗后的土壤中鉛含量符合土壤環(huán)境質(zhì)量標準，淋洗液中的鉛可通過化學方法沉淀、生物吸附等方法回收，淋洗液達到排放標準，不會對環(huán)境造成二次污染。
【專利說明】一種利用納米零價鐵與檸檬酸聯(lián)合淋洗去除重金屬污染土壤中鉛的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境中重金屬污染土壤修復【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及的是一種利用納米零價鐵與檸檬酸聯(lián)合淋洗去除重金屬污染土壤中鉛的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，土壤重金屬污染問題已日益成為危害人類生命健康的主要問題之一。采礦業(yè)、冶煉業(yè)、電鍍業(yè)、農(nóng)業(yè)中肥料和農(nóng)藥的過量施用等是造成土壤重金屬污染的主要源頭，特別是近年來電子垃圾的不規(guī)范化處理是導致鉛污染的主要原因。土壤重金屬污染可導致土壤肥力下降，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)降低，并最終威脅到生態(tài)系統(tǒng)的平衡和人類健康。據(jù)報道，我國目前已有約20%的土壤受到不同程度的重金屬污染。
[0003]土壤重金屬污染防治修復技術(shù)主要包括物理、化學和生物修復技術(shù)。生物修復技術(shù)具有能將污染物徹底降解、修復費用低廉等特點而被認為是有效的修復手段。但是生物修復需要依賴特定生物媒介，其修復周期長和對高污染高毒性污染物的修復效果不理想等限制了其在實際中的應(yīng)用。
[0004]土壤淋洗屬于重金屬化學修復技術(shù)，其淋洗機制為淋洗液與土壤中的污染物相結(jié)合，并通過一系列的螯合、絡(luò)合及溶解作用，以實現(xiàn)污染物從土壤中移除。土壤淋洗修復技術(shù)可以快速去除土壤中的重金屬等污染物且其可用于大面積、高污染的土壤，修復也不受時間、季節(jié)等因素的限制。土壤淋洗修復技術(shù)的關(guān)鍵是選擇一種高效無污染易降解的淋洗齊U。目前的研究中使用較多的淋洗劑有無機淋洗劑(HCl、HN03、CaCl2、NaCl等)、表面活性劑(茶皂素、鼠李糖脂等)、人工合成螯合劑(EDTA、NTA、EDDS、DTPA等)及有機酸(草酸、酒石酸等)等。雖然上述的淋洗劑對重金屬都具有較高的淋洗率，但都存在于土壤中殘留時間過長而導致二次污染等問題限制了其在實際修復中的運用。
[0005]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)在修復重金屬鉛污染土壤中存在的問題，提供了一種利用納米零價鐵與檸檬酸聯(lián)合淋洗去除重金屬污染土壤中鉛的方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種利用納米零價鐵與檸檬酸聯(lián)合淋洗去除重金屬污染土壤中鉛的方法，是向檸檬酸溶液中加入納米零價鐵，制成納米零價鐵-檸檬酸復合溶液，然后將此復合溶液加入到鉛污染土壤中，于室溫下以170-180r/min速率振蕩淋洗lh，然后以4000r/min速率離心15min,過0.45 μ m濾膜收集濾液，完成淋洗過程。
[0009]所述的方法，其檸檬酸為市售優(yōu)級純試劑，檸檬酸溶液濃度為0.25mol/L。
[0010]所述的方法，其納米零價鐵的粒徑為20-50nm，其加入量為0.5-2.0g/100g 土壤。
[0011]所述的方法，其納米零價鐵-檸檬酸復合溶液與土壤液固比為10: lml/g。[0012]所述的方法，鉛污染土壤為農(nóng)田鉛污染土壤或礦山鉛污染土壤。
[0013]本發(fā)明中所用的納米零價鐵(Nanoscale zero valent iron,NZVI)具有極大的比表面積、強還原性等特點。而檸檬酸的加入一方面為淋洗過程提供酸性環(huán)境，另一方面通過與納米零價鐵復合增強對污染土壤中鉛的去除。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點:
[0015](I)本發(fā)明的淋洗過程操作簡單、對鉛污染土壤的淋洗效果明顯。
[0016](2)本發(fā)明針對鉛污染土壤，通過室內(nèi)研究試驗表明:2.0%納米零價鐵與
0.25mol/L的檸檬酸淋洗液聯(lián)合作用對農(nóng)田污染土壤鉛的去除率達到83.08%，對礦山土壤鉛的淋洗率液達到63.69%。與單一用檸檬酸作為淋洗液處理相比較，納米零價鐵增強了對重金屬鉛的淋洗率，提升幅度達39.11%。
[0017](3)本發(fā)明淋洗后的土壤中鉛含量符合土壤環(huán)境質(zhì)量標準，淋洗液中的鉛可通過化學方法沉淀、生物吸附等方法回收，淋洗液達到排放標準，不會對環(huán)境造成二次污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為納米零價鐵(NZVI)聯(lián)合檸檬酸(CA)去除農(nóng)田污染土壤中鉛的效率。
[0019]圖2為納米零價鐵(NZVI)聯(lián)合檸檬酸(CA)去除礦山污染土壤中鉛的效率。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0021]實施例1農(nóng)田鉛污染土壤的淋洗
[0022]農(nóng)田鉛污染土壤采自四川溫江某污染農(nóng)田，測得其鉛含量為468.39mg/kg。向污染土壤中按液固比10:1 (ml/g)加入不同梯度的納米零價鐵-檸檬酸復合溶液，設(shè)置單獨的檸檬酸和納米零價鐵淋洗為對照，在室溫下以170-180r/min速率振蕩淋洗lh，淋洗液以4000r/min速率離心15min，過0.45 μ m濾膜收集濾液并利用原子吸收分光光度儀測定淋洗液中Pb含量(如圖1)。由圖1可知，單獨的檸檬酸或納米零價鐵淋洗去除農(nóng)田污染土壤中的鉛的效率都比較低；納米零價鐵的加入增強了檸檬酸對鉛的淋洗去除，當納米零價鐵的投入量為2.0% (2.0g鐵/IOOg 土壤)時，對鉛的淋洗去除效果最好為83.08%。與單一的檸檬酸處理比較，納米零價鐵的加入提升鉛淋洗幅度最優(yōu)達39.11%。
[0023]實施例2礦山鉛污染土壤的淋洗
[0024]礦山土壤采自四川漢源唐家鉛鋅礦區(qū)附近，經(jīng)測定其鉛含量為563.73mg/kg。向污染土壤中按液固比10:1 (ml/g)加入不同梯度的納米零價鐵-檸檬酸復合溶液，設(shè)置單獨的檸檬酸和納米零價鐵淋洗為對照，在室溫下以170-180r/min速率振蕩淋洗lh，淋洗液以4000r/min速率離心15min，過0.45 μ m濾膜收集濾液并利用原子吸收分光光度儀測定淋洗液中Pb含量(如圖2)。由圖2可知，單獨的檸檬酸或者納米零價鐵淋洗去除礦山土壤中的鉛的效率都較低；納米零價鐵的加入增強了檸檬酸對鉛的淋洗去除，當納米零價鐵的投入量為2.0% (2.0g鐵/IOOg 土壤)時，對鉛的淋洗去除效果最好為64.22%。與單一的檸檬酸處理比較，納米零價鐵的加入提升鉛淋洗幅度最優(yōu)達32.06%。
[0025]綜上所述，納米零價鐵聯(lián)合檸檬酸淋洗去除污染土壤中鉛具有突出的作用?？紤]到成本因素以及淋洗后的土壤鉛含量須符合土壤環(huán)境質(zhì)量標準，推薦納米零價鐵的投入量為 0.5-2.0%。
[0026]應(yīng)當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種利用納米零價鐵與檸檬酸聯(lián)合淋洗去除重金屬污染土壤中鉛的方法，其特征是，向檸檬酸溶液中加入納米零價鐵，制成納米零價鐵-檸檬酸復合溶液，然后將此復合溶液加入到鉛污染土壤中，于室溫下以170-180r/min速率振蕩淋洗lh，然后以4000r/min速率離心15min，過0.45 μ m濾膜收集濾液，完成淋洗過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，檸檬酸為市售優(yōu)級純試劑，檸檬酸溶液濃度為 0.25mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，納米零價鐵的粒徑為20-50nm，其加入量為0.5-2.0g/100g 土壤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，納米零價鐵-檸檬酸復合溶液與土壤的液固比是 10: lml/g。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，鉛污染土壤為農(nóng)田鉛污染土壤或礦山鉛污染土壤。
【文檔編號】B09C1/02GK103599923SQ201310628861
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】張世熔, 王貴胤, 姚蘋, 徐小遜, 李婷, 龔國淑, 蒲玉琳 申請人:四川農(nóng)業(yè)大學, 張世熔