一种用于重金属污染土壤的淋洗剂及其淋洗回收方法技术

本发明专利技术涉及一种用于重金属污染土壤的淋洗剂及其淋洗回收方法，所述淋洗剂为有机酸和生物表面活性剂烷基糖苷的混合水溶液，混合水溶液中有机酸的浓度为：0.05‑0.1mol/L，烷基糖苷的浓度为：0.2‑8％。本发明专利技术的淋洗剂所用原料价格低廉、环境友好；淋洗方法简便易行，淋洗后的土壤可直接回填，淋洗剂可多次回收利用，回收方法简便易行，在重金属污染土壤修复中应用前景广阔。

A Leaching Agent for Heavy Metal Contaminated Soil and Its Leaching Recovery Method

The invention relates to a leaching agent for heavy metal contaminated soil and a leaching recovery method thereof. The leaching agent is a mixed aqueous solution of organic acid and alkyl glycoside of biosurfactant. The concentration of organic acid in the mixed aqueous solution is 0.05 0.1 mol/L, and the concentration of alkyl glycoside is 0.2 8%. The material used for the leaching agent of the invention is cheap and environmentally friendly; the leaching method is simple and feasible, the leached soil can be backfilled directly, the leaching agent can be recycled many times, the recovery method is simple and feasible, and the application prospects for the remediation of heavy metal contaminated soil are broad.

【技术实现步骤摘要】
一种用于重金属污染土壤的淋洗剂及其淋洗回收方法
本专利技术涉及一种用于重金属污染土壤的淋洗剂及其淋洗回收方法，属于环境保护领域。
技术介绍
近年来，随着工农业的迅速发展，各种污染物通过化肥、农药的滥用，工矿企业废弃物肆意排放等途径源源不断的进入土壤，造成了生态环境的日益恶化，严重威胁农业的可持续发展乃至人类的健康。其中以铜、锌、镉离子为代表的重金属离子污染对土壤的造成的破坏尤为严重。美国EPA优先控制名录指出：1200个受污染土壤中，37％的场地是受到重金属污染。目前，在我国现有的约1×108hm2耕地中，近1/5受到不同程度的重金属污染，每年造成粮食减产达2.5×109kg，造成的直接经济损失超过200亿元。面对如此严峻的形势，采取环保而高效的方法，开展针对重金属污染土壤的修复技术研究势在必行。污染土壤修复技术研究起步于20世纪70年代，随着土壤污染物种类的增多，相关治理技术也在不断更新发展，纵观现有的土壤修复技术，从污染土壤中分离去除重金属的方法有：淋洗修复、生物修复、电动修复、热解修复等。其中淋洗修复是利用化学或生物试剂来增强重金属在土壤中的移动性，并通过化学洗脱的方式将淋洗剂集中处理，从而可将重金属从土壤中有效去除，达到清洁土壤的目的。被经常使用的化学试剂包括有EDAT、DTPA、无机酸、小分子有机酸和表面活性剂等。但是传统的淋洗剂存在价格高，容易产生二次生污染等问题。中国专利文献CN104772329A公开了一种超声波强化有机酸淋洗重金属污染土壤的方法，先用有机酸与重金属污染土壤混合，再用超声波强化有机酸淋洗重金属污染土壤，超声波频率为20～40kHz，超声声能密度为20～50W/L，超声波强化有机酸淋洗重金属污染土壤的淋洗时间为5～20min，本专利技术提高了重金属污染土壤淋洗效果，改变了重金属的形态分布，该方法只是将土壤中的重金属移除到淋洗液中，无法将重金属从淋洗剂中去除。又如，中国专利文献CN106433653A公开了一种用于修复Cd、Pb污染土壤的复合淋洗剂及其使用方法，该淋洗剂主要由两部分组成：EDTA和有机酸，其中有机酸包括草酸、乳酸、柠檬酸、腐植酸、富里酸中的一种或几种。可以有效降低土壤中的Cd和Pb，该复合淋洗剂价格高，残留在土壤中的EDTA难降解，容易造成二次生污染。因此，针对目前修复技术的难题，亟需研发一种能提取污染重金属、成本低且不会造成二次污染、安全高效的用于重金属污染土壤的淋洗剂。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种成本低廉、安全高效、适用性强且不会对土壤造成二次污染的用于重金属污染土壤的淋洗剂，为保护农田环境，为促进设施农业的可持续发展提供技术支持。本专利技术还提供一种利用淋洗剂进行淋洗重金属污染土壤及回收淋洗剂的方法。本专利技术的技术方案如下：一种用于重金属污染土壤的淋洗剂，所述淋洗剂为有机酸和生物表面活性剂烷基糖苷的混合水溶液。根据本专利技术优选的，混合水溶液中有机酸的浓度为：0.05-0.1mol/L。最为优选的，混合水溶液中有机酸的浓度为：0.1mol/L。根据本专利技术优选的，所述的有机酸酸为草酸、柠檬酸或琥珀酸的一种或任意两种以上的组合。根据本专利技术优选的，混合水溶液中烷基糖苷的浓度为：0.2-8％。最为优选的，混合水溶液中烷基糖苷的浓度为：2.5％。根据本专利技术优选的，所述烷基糖苷选自：脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷、正己基葡糖苷、异辛基葡糖苷、辛基葡糖苷、癸基葡糖苷、月桂基葡糖苷、C8-C11支链烷基糖苷或椰油基葡糖苷中的一种或任意两种以上的组合。根据本专利技术优选的，所述的重金属污染土壤中的重金属为Cr、Cd、Zn、Pb、Cu中的一种或两种以上的任意组合。用于重金属污染土壤的淋洗剂的制备方法，按浓度，取有机酸、生物表面活性剂烷基糖苷，将有机酸、生物表面活性剂烷基糖苷加入水中搅拌混合均匀，即得用于重金属污染土壤的淋洗剂。利用淋洗剂进行淋洗重金属污染土壤及回收淋洗剂的方法，包括步骤如下：(1)将上述淋洗剂加入到重金属污染土壤中，搅拌均匀后进行振荡，使淋洗剂与重金属离子反应充分，完成土壤修复；(2)离心分离修复后土壤与淋洗剂，分离出的淋洗剂加入碱溶液，将淋洗剂中重金属离子进行沉淀，离心分离富集重金属的沉淀和淋洗剂；(3)向步骤(2)得到的淋洗剂中加入酸溶液，调节pH值后，淋洗剂即可重复使用。根据本专利技术优选的，步骤(1)中，所述淋洗剂的加入量与重金属污染土壤的液固比为10～50mL:1～10g。根据本专利技术优选的，步骤(1)振荡频率为100-300rpm，振荡时间为20-24h。根据本专利技术优选的，步骤(2)中离心分离转速4000-6000rpm，离心时间为3-10min。根据本专利技术优选的，步骤(2)中，所述碱溶液为2-4mol/L的NaOH溶液，加入碱溶液后使淋洗剂pH为8.5-9.5。根据本专利技术优选的，步骤(3)中，所述酸液为2-4mol/L的HNO3溶液，调节淋洗剂pH值为5.0～5.5后淋洗剂即可重复使用。除非另有说明，本专利技术所涉及的“％”均为重量百分比。本专利技术所使用的原料未特别说明的均为常规市售。使用时，本专利技术淋洗剂的加入量根据不同的土壤重金属污染程度改变，土壤重金属污染程度越高，淋洗剂的加入量越高，淋洗剂与土壤的液固比随土壤的重金属污染程度增加。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术中淋洗剂的原料为小分子有机酸和烷基糖苷类生物表面活性剂，小分子有机酸通过酸化将土壤中固定的重金属通过离子的形式释放出来，烷基糖苷中的多羟基通过配位作用与释放出的重金属离子形成配合物后被淋洗出来进入液相中，形成这种这种配位结构的化学键牢固，与烷基糖苷形成了配合物的重金属离子不会再被土壤重新固定，非常利于与土壤洗脱分离，烷基糖苷中的多羟基可以使更多的重金属离子形成配合物，淋洗效率高。2、本专利技术淋洗剂淋洗后，残留在土壤中的小分子有机酸和生物表面活性剂易分解，不会对土壤产生二次污染。使用过的淋洗剂可通过加入强碱将重金属生成沉淀与淋洗剂进行分离，分离后的淋洗剂加入强酸后可仍重复使用。与其他淋洗剂比，本专利技术所述淋洗剂价格低廉，无环境风险，淋洗后的土壤可直接回填。淋洗剂可重复回收利用，回收方法简便易行，在重金属污染土壤修复中应用前景广阔。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但不仅限于此。实施例中所用原料说明如下：草酸、柠檬酸、琥珀酸：粉末状，国药集团化学试剂有限公司有售，含量≥99％脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷：液体，临沂市绿森化工有限公司有售，含量≥50％正己基葡糖苷：液体，上海发凯化工有限公司有售，含量≥75％，异辛基葡糖苷：液体，上海发凯化工有限公司有售，含量≥60％，辛癸基葡糖苷：液体，上海发凯化工有限公司有售，含量≥50％，癸基葡糖苷：液体，上海发凯化工有限公司有售，含量≥50％，月桂基葡糖苷：液体，上海发凯化工有限公司有售，含量≥50％C8-C11支链烷基糖苷：液体，临沂市绿森化工有限公司有售，含量≥50％椰油基葡糖苷：液体，临沂市绿森化工有限公司有售，含量≥50％。实施例中的重金属污染土壤采自山东省济南市某化工厂周围土壤样品，100kg，按照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(试行)GB15618-2018中规定的方法检测重金属，其中Cd和Pb采用石墨炉原子吸收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于重金属污染土壤的淋洗剂，所述淋洗剂为有机酸和生物表面活性剂烷基糖苷的混合水溶液。

【技术特征摘要】
1.一种用于重金属污染土壤的淋洗剂，所述淋洗剂为有机酸和生物表面活性剂烷基糖苷的混合水溶液。2.根据权利要求1所述的用于重金属污染土壤的淋洗剂，其特征在于，混合水溶液中有机酸的浓度为：0.05-0.1mol/L，优选的，混合水溶液中有机酸的浓度为：0.1mol/L。3.根据权利要求1所述的用于重金属污染土壤的淋洗剂，其特征在于，所述的有机酸酸为草酸、柠檬酸或琥珀酸的一种或任意两种以上的组合。4.根据权利要求1所述的用于重金属污染土壤的淋洗剂，其特征在于，混合水溶液中烷基糖苷的浓度为：0.2-8％，优选的，混合水溶液中烷基糖苷的浓度为：2.5％。5.根据权利要求1所述的用于重金属污染土壤的淋洗剂，其特征在于，所述烷基糖苷选自：脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷、正己基葡糖苷、异辛基葡糖苷、辛基葡糖苷、癸基葡糖苷、月桂基葡糖苷、C8-C11支链烷基糖苷或椰油基葡糖苷中的一种或任意两种以上的组合。6.根据权利要求1所述的用于重金属污染土壤的淋洗剂，其特征在于，所述的重金属污染土壤中的重金属为Cr、Cd、Zn、Pb、Cu中的一种或两种以上的任意组合。7.利用权利要求1所述的淋洗剂进行淋洗重金属污染...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈玉文，林海涛，范文静，马征，刘苹，宋效宗，王江涛，
申请(专利权)人：山东省农业科学院农业资源与环境研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37