一種利用芋葉或牛膝淋洗去除污染土壤中鉛的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)境中污染土壤的修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種利用芋葉或牛膝 淋洗去除污染土壤中鉛的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 土壤重金屬污染是當(dāng)今全球面臨的嚴(yán)重環(huán)境問題之一。鉛是生物體非必需營養(yǎng)元 素，其濃度超過一定閾值后就會對生物產(chǎn)生劇烈毒性，常通過食物鏈傳遞而引起人體多種 疾病。采礦、冶煉、電鍍、污水灌溉、化肥和農(nóng)藥濫用等均是鉛污染的主要來源，隨著我國工 農(nóng)業(yè)發(fā)展和城鎮(zhèn)化，土壤中重金屬鉛污染蔓延程度也逐漸加深。因此，鉛污染土壤的修復(fù)已 成為我國亟待解決的問題。
[0003] 目前，重金屬污染土壤主要采用物理、化學(xué)和生物方法修復(fù)。物理方法主要包括改 土法、電動(dòng)修復(fù)及熱處理，適用于污染面積小、程度較輕的土壤，但對于污染面積較大且污 染較重的土壤修復(fù)則表現(xiàn)出耗時(shí)費(fèi)力、易破壞土壤結(jié)構(gòu)及肥力等缺陷；生物修復(fù)主要包括 植物修復(fù)法、動(dòng)物修復(fù)法和微生物修復(fù)法，其中，植物修復(fù)法是將超富集植物種植在污染土 壤上，通過植物的富集作用減少土壤中重金屬含量，具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等優(yōu)勢，但修復(fù)周期較 長且效率較低；化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要有土壤淋洗法、固化-穩(wěn)定化法等，實(shí)際應(yīng)用中具有效率 _、易操作等優(yōu)勢。
[0004] 土壤淋洗技術(shù)是化學(xué)修復(fù)方法的一種，它是利用淋洗劑與土壤固相中的重金屬作 用，形成溶解性的重金屬離子或金屬絡(luò)合物，使其轉(zhuǎn)移至淋洗液中然后收集淋洗液回收重 金屬。因此，選擇合適的淋洗劑是土壤淋洗技術(shù)的關(guān)鍵部分。目前，用于土壤鉛淋洗修復(fù)的 主要淋洗劑為無機(jī)酸、鹽、表面活性劑、螯合劑和有機(jī)酸。HC1等無機(jī)酸對土壤鎘有56%的淋 洗率，但同等條件下對土壤鉛的淋洗率僅為35%;CaCljPKC1等鹽類分別適合酸性、中性污 染土壤的淋洗，但是殘留在土壤中的Cr容易造成土壤鹽漬化污染；螯合劑EDTA和表面活 性劑皂素淋洗污染土壤中鉛的效率最高可達(dá)68. 95%，但有研究表明EDTA容易破壞土壤結(jié) 構(gòu)，對土壤造成二次污染，而皂素等表面活性劑使用成本較高；盡管檸檬酸、蘋果酸等部分 低分子有機(jī)酸對土壤鎘有較高的淋洗率，但Wang等人的研究表明，0.2mol/L的檸檬酸和蘋 果酸對土壤鉛的淋洗效率較低，僅有50%左右的去除率，且容易造成土壤酸化和養(yǎng)分流失。 因此，急需尋找一種成本低，無污染、淋洗效率較高的淋洗劑。
[0005] 生物質(zhì)材料是通過生物作用而形成的可再生或可循環(huán)的有機(jī)物質(zhì)，具有來源廣、 產(chǎn)量大和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。西瓜皮粉的KC1浸提液可去除污染土壤中72. 35%的鎘，表明生 物質(zhì)材料在去除土壤中重金屬方面具有一定潛力。但由于不同種類重金屬的性質(zhì)不同，對 土壤中鎘去除很有效的西瓜皮粉的KC1浸提液對土壤中鉛的淋洗去除率卻較低，難于工程 實(shí)際應(yīng)用。因此，篩選土壤鉛新生物淋洗劑材料具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0006] 綜上，現(xiàn)有技術(shù)存在二次污染、成本高昂或低效等問題，因此需要改進(jìn)，篩選出綠 色環(huán)保、成本低廉和淋洗效率高的淋洗材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)問題，提供一種便捷簡易，對鉛污染土壤的淋洗效 果明顯，且不會對環(huán)境造成二次污染的利用芋葉或牛膝淋洗去除污染土壤中鉛的方法。
[0008] 本發(fā)明的具體技術(shù)方案為： 一種利用芋葉或牛膝淋洗去除污染土壤中鉛的方法，該方法包括以下幾個(gè)步驟： (1)生物質(zhì)材料淋洗液的制備： 將生物質(zhì)材料芋葉用自來水洗凈，用蒸餾水潤洗后置于自然通風(fēng)處風(fēng)干，使用粉碎機(jī) 將其磨碎過2_篩，加入適量蒸餾水，振蕩混合液浸提12h再過濾，制得淋洗液；振蕩淋洗 中浸提混合液的振蕩速率為180r/min，所述的淋洗液的濃度為30-50g/L。
[0009] (2)污染土壤的淋洗 將步驟（1)中得到的淋洗液加入農(nóng)田鉛污染土壤中，用稀鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混 合溶液pH值至4. 4-5. 0范圍內(nèi)后進(jìn)行振蕩淋洗； 所述的生物質(zhì)材料芋葉用牛膝替代，牛膝淋洗去除污染土壤中鉛的方法與芋葉淋洗去 除污染土壤中鉛的方法相同。
[0010] 作為優(yōu)選，供試土壤為漢源某鉛鋅礦附近鉛污染土壤，測得該土壤中鉛的含量為 700.42mg/kg〇
[0011] 所述的污染土壤和生物質(zhì)材料淋洗液的體積比值選取為1:20。
[0012] 本發(fā)明選用來源廣泛且易于收集的生物質(zhì)材料芋葉或牛膝作為淋洗材料，成本低 廉、可操作性強(qiáng)，具有較強(qiáng)的可推廣性；同時(shí)也為重金屬鉛污染土壤的淋洗去除開發(fā)了新的 生物質(zhì)材料。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是： (一)、本發(fā)明的淋洗過程操作便捷簡易，對鉛污染土壤的淋洗效果明顯。
[0014](二)、芋葉粉的蒸餾水浸提液相對于蒸餾水本身對污染土壤中鉛去除能力提升較 大，經(jīng)三次淋洗后，30g/L和50g/L濃度的芋葉淋洗液對土壤鉛的總淋洗率分別達(dá)94. 19%和 97. 74%。
[0015](三)、本發(fā)明淋洗后的土壤中鉛的含量符合國家土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，淋洗液殘留的鉛 可通過生物質(zhì)吸附等方法進(jìn)行回收，淋洗廢液可達(dá)國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，但不限制本發(fā)明的范圍。
[0018] 實(shí)施例1 : 1、污染土壤淋洗液的配制 將芋葉、牛膝、白車軸草和西瓜皮分別用自來水洗凈，用蒸餾水潤洗后置于自然通風(fēng)處 風(fēng)干，使用粉碎機(jī)將其磨碎過2_篩。
[0019] 將10g、20g、60g和100g芋葉粉末各自加入到2000ml蒸餾水中，以180r/min的轉(zhuǎn) 速振蕩浸提12h后過濾，使得芋葉粉末和蒸餾水充分接觸混合。分別制得溶液芋葉濃度為 5g/L、10g/L、30g/L和50g/L的淋洗液。牛膝、白車軸草和西瓜皮濃度為5g/L、10g/L、30g/L 和50g/L的蒸餾水浸提淋洗液的制備方法與芋葉淋洗液的配制方法相同。
[0020] 、污染土壤的淋洗 分別按蒸餾水、蒸餾水+5g/L芋葉淋洗液、蒸餾水+10g/L芋葉淋洗液、蒸餾水+30g/L芋葉淋洗液、蒸餾水+50g/L芋葉淋洗液；蒸餾水+5g/L牛膝淋洗液、蒸餾水+10g/L牛膝淋 洗液、蒸餾水+30g/L牛膝淋洗液、蒸餾水+50g/L牛膝淋洗液；蒸餾水+5g/L白車軸草淋洗 液、蒸餾水+l〇g/L白車軸草淋洗液、蒸餾水+30g/L白車軸草淋洗液、蒸餾水+50g/L白車軸 草淋洗液；蒸餾水+5g/L西瓜皮淋洗液、蒸餾水+10g/L西瓜皮淋洗液、蒸餾水+30g/L西瓜 皮淋洗液、蒸餾水+50g/L西瓜皮淋洗液等17個(gè)處理分別淋洗鉛污染土壤。每個(gè)處理按下 述方式對污染土壤進(jìn)行淋洗：稱取鉛濃度為700. 42mg/kg的污染土壤10. 000g，將上述已經(jīng) 配制好的淋洗液每次取200ml加入土壤中，再用稀鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合液pH至 4. 4-5. 0范圍內(nèi)，以250r/min的轉(zhuǎn)速振蕩淋洗2h。淋洗后將混合液靜置5min，將上部液體 倒入離心管中離心，上清液倒出過濾用于上機(jī)測定，殘留的土壤繼續(xù)加入200ml等量淋洗 液淋洗，重復(fù)三次。淋洗后的廢液用魚腥草粉末進(jìn)行回收處理，具體處理方式參見文獻(xiàn)魚腥 草粉末吸收重金屬鉛的研究。（注：具體工程應(yīng)用時(shí)，可省去土液分離部分，本研究使用該步 驟的目的是為了減少多次淋洗過程中淋洗率的統(tǒng)計(jì)誤差，不參與實(shí)際應(yīng)用。） 取上清液，用原子吸收光譜儀（AAS)測淋洗液中鉛含量（表1)。
[0021] 表1生物質(zhì)材料淋洗去除污染土壤中鉛的效率
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用芋葉或牛膝淋洗去除污染土壤中鉛的方法，其特征在于該方法包括以下幾 個(gè)步驟： (1) 生物質(zhì)材料淋洗液的制備： 將生物質(zhì)材料芋葉用自來水洗凈，用蒸餾水潤洗后置于自然通風(fēng)處風(fēng)干，使用粉碎機(jī) 將其磨碎過2_篩，加入適量蒸餾水，振蕩混合液浸提12h再過濾，制得淋洗液； (2) 污染土壤的淋洗： 將步驟（1)中得到的淋洗液加入鉛污染土壤中，用稀鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合溶 液pH值至4. 4-5. O范圍內(nèi)后進(jìn)行振蕩淋洗； 所述的生物質(zhì)材料芋葉用牛膝替代。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用芋葉或牛膝淋洗去除污染土壤中鉛的方法，其特征在 于：所述的淋洗液的濃度為30-50g/L。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用芋葉或牛膝淋洗去除污染土壤中鉛的方法，其特征在 于：所述的振蕩淋洗中浸提混合液的振蕩速率為180r/min。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用芋葉或牛膝淋洗去除污染土壤中鉛的方法，其特征在 于：所述的污染土壤和生物質(zhì)材料淋洗液的體積比為1 :20。
【專利摘要】本發(fā)明涉及環(huán)境中污染土壤的修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種利用芋葉或牛膝淋洗去除污染土壤中鉛的方法。該方法包括以下幾個(gè)步驟：（1）生物質(zhì)材料淋洗液的制備:將生物質(zhì)材料芋葉用自來水洗凈，用蒸餾水潤洗后置于自然通風(fēng)處風(fēng)干，使用粉碎機(jī)將其磨碎過2mm篩,加入適量蒸餾水，振蕩混合液浸提12h再過濾，制得淋洗液；（2）污染土壤的淋洗：將步驟（1）中得到的淋洗液加入鉛污染土壤中，用稀鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合溶液pH值至4.4-5.0范圍內(nèi)后進(jìn)行振蕩淋洗；生物質(zhì)材料芋葉可用牛膝替代。本方法便捷簡易，對鉛污染土壤的淋洗效果明顯，且不會對環(huán)境造成二次污染。
【IPC分類】B09C1-08
【公開號】CN104550224
【申請?zhí)枴緾N201410818526
【發(fā)明人】張世熔, 姚蘋, 李婷, 賴晶晶, 龔國淑, 徐小遜, 鄧歐平
【申請人】四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月25日