一种利用温敏聚合物螯合污染土壤中重金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用温敏聚合物螯合污染土壤中重金属的方法，其步骤：(1)将一定量污染土壤，添加到温敏聚合物水溶液进行螯合反应，自然沉降1小时，得到含螯合重金属的温敏聚合物上清液；(2)上述上清液加热到40‑60℃时，含螯合重金属的温敏聚合物溶液在其相变温度时发生相变，进行离心分离，得到螯合重金属的温敏聚合物沉降物；(3)向分离后的螯合重金属的温敏聚合物中滴加盐酸，重金属从温敏聚合物解析出，得到解析后的温敏聚合物；(4)先蒸干上述温敏聚合物,再加入去离子水溶解，冷冻干燥，重新得到温敏聚合物。该方法利用温敏聚合物的相变特性，可以非常简单地分离重金属，温敏聚合物可循环利用，降低成本；该方法操作简单、易推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用温敏聚合物螯合污染土壤中重金属的方法，属于污染土壤治理

技术介绍
近些年来随着现代工业化和城市化的快速发展，我国面临的土壤环境污染问题日益严峻。各种工业废水、废气、畜禽粪便、化肥农药、污水灌溉等成为土壤重金属( As、Cd、Hg、Pb 等) 主要来源，这使得土壤受到了极其严重的破坏。有毒重金属在土壤污染过程中潜伏期长、不可降解和修复难度大等，使得重金属污染的土壤肥力降低，作物产量下降，而且还容易污染地下水并在人体、动物体内和植物中积累。据统计，我国已经有2000万 hm2耕地面积遭受不同程度污染（Cd、As、Pb、 Hg、Zn等），大约占耕地总面积的20%。目前全国约有1.3×104 hm 2 耕地受到Cd 的污染，约有3.2 ×104 hm 2 的耕地受到汞的污染，另外，还有其它重金属不同程度的污染土壤，间接的给人类的健康造成了严重的危害。目前，对于治理和修复土壤重金属污染的方法有很多，其中主要有物理工程措施、电化学修复、化学措施、生物措施、农业生态措施等，但处理成本高，投资费用高，可能产生二次污染等缺点。目前比较常用的一种方法是采用化学改良剂修复和重金属螯合剂修复法，重金属螯合剂修复法是向土壤固体表面施加重金属螯合剂，提高土壤中重金属的有效态，使之易于流动和吸收。EDTA是最常用的一种螯合剂，但价格贵和不易被降解，限制了它的广泛运用，而且不容易回收利用，EDTA是一种能与重金属离子形成了稳定性很强的络合物，影响重金属的稳定性和迁移性,增加了废水的处理难度和成本。温度响应聚合物是智能聚合物中最为重要的类型之一。这类聚合物通常具有一个最低临界溶液温度(LCST)。在该温度以下，聚合物在水中处于良好的溶解状态，当温度升至发生相转变的温度(LCST)及以上时，聚合物链和水之间的氢键作用被破坏，聚合物链开始脱水，随之产生链段塌陷而聚集，相应的水溶液也从均相转变为非均相，且该过程一般具有可逆性。温度敏感树形聚合物结合了温敏聚合物对温度具有响应行为的特点以及树形聚合物非线形构造的方式、结构易于调节和功能化特征。但是，至今还没有发现关于温敏聚合物在重金属污染土壤中具体应用方面的报道。本专利技术是利用温敏聚合物螯合土壤中重金属；螯合后，利用温敏聚合物的相变分离重金属。应用于重金属污染土壤治理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用温敏聚合物螯合污染土壤中重金属的方法，该方法能够有效地治理重金属污染的土壤，并能回收利用温敏聚合物。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种利用温敏聚合物螯合污染土壤中重金属的方法，包含如下步骤：(1). 称取一定量污染土壤、一定量温敏聚合物水溶液，将一定量污染土壤，添加到温敏聚合物水溶液， 升温到20-40℃下振荡12小时，温敏聚合物与重金属进行螯合反应，自然沉降1小时，得到含螯合重金属的温敏聚合物的上清液；(2). 螯合反应结束后，将上述上清液加热温到40-60℃时，含螯合重金属的温敏聚合物上清液在其相变温度时发生相变，进行离心分离，离心分离的转速为5000rpm-10000rpm，时间为2-10min，离心后得到螯合重金属的温敏聚合物沉降物；(3). 向分离后的螯合重金属的温敏聚合物中滴加盐酸，重金属从温敏聚合物解析出，得到解析后的温敏聚合物；(4). 先蒸干上述解析后的温敏聚合物，再加入去离子水溶解，透析三天后，冷冻干燥，重新得到温敏聚合物，该温敏聚合物能循环利用。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的方法利用温敏聚合物时，重金属被螯合在温敏聚合物上，使土壤中重金属浓度大幅下降，起到修复土壤的作用；利用温敏聚合物的相变特性，可以非常简单地分离重金属，温敏聚合物可循环利用，降低成本；该方法操作简单、易推广应用。附图说明图1是本专利技术的方法中采用的温敏聚合物的结构示意图。图2为实施例1中制备的温敏聚合物对重金属污染土壤中的镉离子含量比较图，图中，纵坐标为土壤中镉的含量，横坐标为受重金属污染土壤样品和经本专利技术温敏聚合物对重金属污染土壤处理后土壤样品。 具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。实施例本实施例中所使用的土壤为上海大学东区玉米实验田土壤，土壤样品自然风干，过2mm筛后，利用CdCl2水溶液振荡处理24小时；然后过滤、水洗两遍，烘干，过2mm筛。所述的一种利用温敏聚合物螯合污染土壤中重金属的方法，其步骤如下：(1).称取1g的污染土壤、10mL浓度为0.05mmol/L的温敏聚合物溶液，将1g的污染土壤添加到10mL浓度为0.05mmol/L的温敏聚合物水溶液中，升温到37℃，振荡12小时，温敏聚合物与重金属进行螯合反应，自然沉降1小时，得到含螯合重金属的温敏聚合物的上清液；(2).将上述上清液加热至45℃，含螯合重金属的温敏聚合物上清液在其相变时进行离心分离，离心分离的转速为10000rpm，时间为10min，离心后获得螯合重金属的温敏聚合物沉降物;(3).向分离后的螯合重金属的温敏聚合物沉降物中滴加盐酸，重金属从温敏聚合物解析出，得到解析后的温敏聚合物；(4).先蒸干上述解析后的温敏聚合物；再加入去离子水溶解，透析三天后，冷冻干燥，重新得到温敏聚合物，或转步骤(1)循环使用。在本实施例中使用的温敏聚合物，如图1所示。如图2所示，从图2中可以看出，本专利技术的实施例制备的温敏聚合物的添加到镉污染土壤中能减少了镉污染土壤中的镉离子浓度，达到修复土壤的效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用温敏聚合物螯合污染土壤中重金属的方法，其特征在于，包含如下步骤：称取一定量污染土壤、一定量温敏聚合物水溶液，将一定量污染土壤，添加到温敏聚合物水溶液， 升温到20‑40℃下振荡12小时，温敏聚合物与重金属进行螯合反应，自然沉降1小时，得到含螯合重金属的温敏聚合物的上清液；螯合反应结束后，将上述上清液加热温到40‑60℃时，含螯合重金属的温敏聚合物上清液在其相变温度时发生相变，进行离心分离，离心分离的转速为5000rpm‑10000rpm，时间为2‑10min，离心后得到螯合重金属的温敏聚合物沉降物；向分离后的螯合重金属的温敏聚合物中滴加盐酸，重金属从温敏聚合物解析出，得到解析后的温敏聚合物；先蒸干上述解析后的温敏聚合物，再加入去离子水溶解，透析三天后，冷冻干燥，重新得到温敏聚合物，该温敏聚合物能循环利用。

【技术特征摘要】
1.一种利用温敏聚合物螯合污染土壤中重金属的方法，其特征在于，包含如下步骤：称取一定量污染土壤、一定量温敏聚合物水溶液，将一定量污染土壤，添加到温敏聚合物水溶液， 升温到20-40℃下振荡12小时，温敏聚合物与重金属进行螯合反应，自然沉降1小时，得到含螯合重金属的温敏聚合物的上清液；螯合反应结束后，将上述上清液加热温到40-60℃时，含螯合重金属的温敏聚合物上...

【专利技术属性】
技术研发人员：高旻天，李文，郑琴，胡佳俊，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31