一种用于重金属和砷汞污染土壤的化学淋洗修复方法[发明专利]

[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101362145A [43]公开日2009年2月11日
[21]申请号200810198394.0[22]申请日2008.09.12
[21]申请号200810198394.0
[71]申请人中山大学
地址510275广东省广州市新港西路135号
[72]发明人仇荣亮 邹泽李 董汉英 赵芝灏 张涛
章卫华 韦献革 [74]专利代理机构广州粤高专利代理有限公司代理人陈卫
[51]Int.CI.B09C 1/02 (2006.01)B09C 1/08 (2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 5 页
[54]发明名称
一种用于重金属和砷汞污染土壤的化学淋洗修复
方法
[57]摘要
本发明涉及土壤重金属污染治理技术，尤其涉
及一种用于重金属和砷汞污染土壤的化学淋洗修复
方法。

现有的土壤化学淋洗修复方法集中在对一种
或两三种重金属(镉、铜、铅、锌等)的污染土壤，
而对以阴离子形式存在的砷、挥发性重金属汞共存
的污染土壤的修复效果不理想。

针对该问题，本发
明利用Na 2EDTA，草酸及KI三种试剂的组合分步淋
洗方法来达到对污染土壤中镉、铜、铅、锌、砷及
汞等的化学修复，从而使污染土壤中重金属达到环
境安全标准。

淋洗处理后的土壤经清水清洗后填回
原处理，不会造成二次污染。

200810198394.0权 利 要 求 书第1/1页 1.一种用于重金属和砷汞污染土壤的化学淋洗修复方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)对污染土壤使用Na2EDTA溶液在室温下振荡洗涤，离心，弃其洗出液；
(2)再对步骤(1)处理后的土壤，加入草酸溶液在室温下振荡洗涤，离心，弃其洗出液；
(3)再对步骤(2)处理后的土壤，加入KI溶液在室温下振荡洗涤，离心，弃其洗出液。

2.如权利要求1所述的化学淋洗修复方法，其特征在于所述Na2EDTA溶液的摩尔浓度为0.01mol/L，Na2EDTA溶液和土壤的液固比为20毫升:1克。

3.如权利要求1所述的化学淋洗修复方法，其特征在于所述草酸溶液的摩尔浓度为0.1mol/L，草酸溶液和土壤的液固比为20毫升:1克。

4.如权利要求1所述的化学淋洗修复方法，其特征在于所述KI 溶液的摩尔浓度为0.1mol/L，KI溶液和土壤的液固比为20毫升:1克。

200810198394.0说 明 书第1/5页一种用于重金属和砷汞污染土壤的化学淋洗修复方法
技术领域
本发明涉及土壤重金属污染治理技术，尤其涉及一种对含有多金属污染土壤的化学淋洗修复方法。

背景技术
由于土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点，一旦受到污染就很难治理。

我国在过去十多年里，重金属污染土壤的植物修复技术由于其较低的成本和对环境友好引起了众多的关注。

然而重金属超累积植物具有生长缓慢、生物量低、生长环境特殊，受到当地气候条件以及可用植物物种的限制等特征，难以满足对工业废弃地进行快速治理的要求。

因此，具有广泛的适应性和快速性的土壤淋洗技术一直是国际上的难点和热点研究课题，并被广泛地在实验室进行研究并且应用于野外实际治理中。

土壤淋洗法是用淋洗液来淋洗污染土壤，使吸附或固定在土壤颗粒上的重金属溶解，然后回收淋洗液循环利用。

淋洗和淋滤的方法对于小面积重金属严重污染的地区的修复效果较好。

第一个大规模的土壤淋洗项目是在美国新泽西州于1992年10月完成的。

根据2000年美国环保局的报告(EPA 2000)，在600多个政府资助的场地修复高新技术示范工程中有4.2％的项目采用的就是土壤淋洗技术。

现在针对重金属污染土壤的化学淋洗技术已经有比较成熟的商业运作。

当前研究者用于研究的污染土壤多集中在对一种或两三种重金属(镉、铜、铅、锌等)的污染土壤，污染的来源也常常采用实验室人工污染的方法。

对同时含有常规重金属镉、铜、铅、锌及以阴离子形式存在的砷、挥发性重金属汞共存的污染土壤的修复方法，则未见报道。

我国的土壤淋洗技术的研究较少，并且都处于实验室小试阶段，尚未有示范工程。

而研究也集中在解吸或在植物修复中的重金属活化方面。

发明内容
本发明的目的是针对现有土壤重金属污染治理存在的不足，提供一种同时对重金属和砷汞均具有治理效果的土壤化学淋洗修复方法。

本发明的土壤化学淋洗修复方法，包括如下步骤：
(1)对污染土壤使用N a2E D T A溶液在室温下振荡洗涤，离心，弃其洗出液；
(2)再对步骤(1)处理后的土壤，加入草酸溶液在室温下振荡洗涤，离心，弃其洗出液；
(3)再对步骤(2)处理后的土壤，加入K I溶液在室温下振荡洗涤，离心，弃其洗出液。

在上述化学淋洗修复方法中，所述N a2E D T A溶液的摩尔浓度优选为0.01mol/L，Na2EDTA溶液和土壤的液固比优选为20:1(ml/g)。

在上述化学淋洗修复方法中，所述草酸溶液的摩尔浓度优选为0.1mol/L，草酸溶液和土壤的液固比优选为20:1(ml/g)。

在上述化学淋洗修复方法中，所述K I溶液的摩尔浓度优选为0.1mol/L，KI溶液和土壤的液固比优选为20:1(ml/g)。

在上述化学淋洗修复方法中，针对不同污染土壤所含重金属种类及含量的不同，可以对淋洗剂的浓度，处理时间，液固比等参数进行一定的调整。

当土壤中重金属等含量比较高时，增加淋洗剂的浓度、处理时间和液固比，反之可以适当减少。

在上述化学淋洗修复方法中，步骤(1)主要针对土壤中以阳离子形式存在的重金属(镉、铜、铅、锌等)的去除；步骤(2)主要针对砷的去除，同时对镉、铜、锌也有较好的去除效果；步骤(3)主要针对汞的去除。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
现有的土壤化学淋洗修复方法集中在对一种或两三种重金属(镉、铜、铅、锌等)的污染土壤，而对以阴离子形式存在的砷、挥发性重金属汞共存的污染土壤的修复效果不理想。

针对该问题，本发明提供了一种同时对镉、铜、铅、锌、砷、汞等均具有治理效果的土壤化学淋洗修复方法。

本方法主要利用N a2E D T A，草酸及K I三种试剂的组合分步淋洗方法来达到对污染土壤中镉、铜、铅、锌砷及汞等的化学修复；本发明所选用的N a2E D T A对土壤中存在的镉、铜、铅、锌等二价或三价重金属有较好的去除效果，应用于这类只含以阳离子形式重金属污染土壤具有成本低，修复效率高等特点；本发明所选用的草酸，主要针对土壤中砷的去除，对
砷的去除效果好，同时对镉、铜、锌也有较好的去除效果；本发明所选用的K I，主要针对土壤中汞的去除。

从而使污染土壤中重金属达到环境安全标准。

淋洗处理后的土壤经清水清洗后填回原处理，不会造成二次污染。

具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：土壤修复
采集广州氮肥厂原仓库污染土壤，土壤重金属本底含量：砷含量74.4mg/kg，铜325.0mg/kg，镉1.73mg/kg，铅254.4mg/kg，锌258.6mg/kg，PH＝7.31。

将采集的土壤在室温条件下自然风干，再将土壤轻轻敲碎后过2mm筛。

称取1g筛分后的土壤于离心管中，加入0.01m o l/L N a2E D T A溶液在室温下振荡洗涤，水平振荡速度为180转/分钟，离心，弃其洗出液；Na2EDTA溶液和土壤的液固比为20:1(ml/g)。

再对处理后的土壤，加入0.1m o l/L草酸溶液在室温下振荡洗涤，水平振荡速度为180转/分钟，离心，弃其洗出液；草酸溶液和土壤的液固体积比为20:1(ml/g)。

再对处理后的土壤，加入0.1mol/LKI溶液在室温下振荡洗涤，水平振荡速度为180转/分钟，离心，弃其洗出液，K I溶液和土壤的液固体积比为20:1(ml/g)。

按顺序分别用三种试剂进行连续提取后，对各种重金属的累计去除率
为：As 49.9％，Cd 47.9％，Cu 73.1％，Pb 26.7％，Zn 40.1％，Hg 40.1％。

处理后土壤中的各种重金属的含量达到国家标准。