抑制修复基质中的毒性排放制造技术

本发明专利技术涉及抑制修复基质中的毒性排放。具体而言，本发明专利技术公开了一种抑制毒性金属和螯合剂从受到毒性金属污染的修复土壤、沉积物和其他基质中排放的方法，所述方法包括：(a)用洗涤溶液修复受污染的土壤、沉积物和其他基质，所述洗涤溶液包含EDTA或者包含来自氨基多羧酸和其盐和它们的混合物的组中的其他螯合剂；(b)将0.05％‑5％(w/w，干重)的零价Fe或来自Fe氧化物和Fe氧化物‑Fe氢氧化物的组中的Fe化合物加入至土壤、沉积物和其他基质的浆料相中；(c)混合Fe改良的浆料；(d)分离修复且Fe改良的土壤、沉积物和其他基质的固相；(e)将修复且Fe改良的土壤、沉积物和其他基质老化0.5‑45天。

Inhibiting Toxic Emissions from Repair Matrix

The present invention relates to the suppression of toxic emissions in a repairing matrix. Specifically, the present invention discloses a method for inhibiting the discharge of toxic metals and chelating agents from remediated soils, sediments and other substrates contaminated by toxic metals. The method includes: (a) remediation of contaminated soils, sediments and other substrates with a washing solution containing EDTA or a group containing aminated polycarboxylic acids and their salts and mixtures. Other chelating agents; (b) adding 0.05%5%(w/w, dry weight) zero-valent Fe or Fe compounds from groups of Fe oxides and Fe oxides and Fe hydroxides to slurry phases of soil, sediments and other substrates; (c) mixing Fe-modified slurry; (d) separating and remediating solid phases of soil, sediments and other substrates improved by Fe; (e) remediating and improving soil, sediments by Fe. Aging of substances and other substrates was 0.5 to 45 days.

【技术实现步骤摘要】
抑制修复基质中的毒性排放相关申请本申请中描述的方法包括同一申请人的题为“Washingofcontaminatedsoils”的专利申请WO2012173576A2和题为“Soilandsedimentremediation”的专利申请EP3153246A1中描述的方法。这两个申请的全部内容结合到本申请中作为参考。
本专利技术涉及在土壤、沉积物(沉淀，sediment)和其他基质(基底，底物，substrate)的浆料相中添加零价Fe(单质Fe，zero-valentFe)和Fe化合物，以防止毒性金属和螯合剂从用EDTA和其他氨基多羧酸螯合剂修复的土壤、沉积物和其他受污染的基质中排放。
技术介绍
用螯合剂通过洗涤、萃取、浸出和冲洗(在下文中简单地称为“洗涤”)修复土壤、沉积物和其他基质(下文简称“土壤”)是指以下方法，来自水溶性配合物(复合物，complexes)(螯合物)和洗涤溶液的螯合剂(即EDTA)和毒性金属借此方法与固相分离。然而，具有EDTA的毒性金属螯合物会部分残留于经洗涤的土壤中。在过去，基于EDTA的土壤修复由于螯合的毒性金属大量排放到底土(下层土，subsoil)中而受到影响。在受污染的土壤中，高达20％的修复用EDTA可以吸附到土壤中，从而导致修复后浸出失控的风险(Q.R.Zeng,S.SauveS,H.E.Allen,W.H.Hendershot,RecyclingEDTAsolutionsusedtoremediatemetal-pollutedsoils,Environ.Pollut.133(2005),pp.225-231)。EDTA的特征在于低生物降解水平和高环境持久性水平(E.Bloem,S.Haneklaus,R.Haensch,E.Schung,EDTAapplicationonagriculturalsoilsaffectmicroelementuptakeofplants,Sci.TotalEnviron.577(2017),pp.166-173)。据文献记载，15周后13个表层土壤中每千克土壤2-4mgEDTA3％-46％发生了矿化(J.M.Tiedje,InfluenceofenvironmentalparametersonEDTAbiodegradationinsoilandsediments,J.Environ.Qual.6(1997),pp.21-26)。同一申请人的题为“Soilandsedimentremediation”的专利申请EP3153246A1描述了一种方法，其中螯合剂和毒性金属的排放随着土壤老化和修复的土壤在反应性可渗透阻挡层上的沉积而降低。题为“Microbiologicaldegradationofalkyleneamineacetates”的专利US5,965,024涉及在碱性条件下在污水中降解EDTA的工艺方法，而没有提及在EDTA洗涤的土壤和沉积物中的EDTA降解。这些已知的方法中没有一种方法使用Fe和含Fe化合物抑制用螯合剂洗涤的土壤、沉积物或其他基质的毒性排放。
技术实现思路
本专利技术有助于使用乙二胺四乙酸(EDTA)和其他氨基多羧酸螯合剂洗涤受毒性金属污染的土壤、沉积物和其他基质。具体而言，本专利技术解决了洗涤后的土壤、沉积物和其他基质的毒性排放问题。根据本专利技术的方法可应用到受毒性金属污染的土壤修复方法中，其中毒性金属选自由Pb、Zn、Cd、Cu、Hg、Ni、Mo、Tl、Cr、U、Cs和Sr组成的组中。土壤用选自氨基多羧酸(aminopolycarboxylicacids)的组中的螯合剂如EDTA洗涤，从而形成浆料相。螯合剂的浓度和土壤固相与洗涤溶液之间的体积比在本领域是常规的。含有零价Fe、Fe氧化物或Fe氧化物-Fe氢氧化物(Fe氧化物和Fe氢氧化物)或其混合物的材料使用常规设备以0.05％-5％(w/w)的浓度充分混合到土壤浆料相中。混合持续时间在本领域中是常规的。据推测，毒性螯合物会被吸引(吸附)到铁的表面，在这种情况下它们会与铁共享电子并通过固定化和降解机制解毒。Fe和Fe化合物的造粒可以从纳米粒子至直径<2mm的颗粒变化。优选地，廉价的废料零价Fe可以以金属加工车间材料的刨花或车削物的形式获得。在将Fe和Fe化合物添加到浆料相中之后，使用压滤机或本领域技术人员已知的其他常规方法分离固相和液相。在添加Fe和Fe化合物之前和之后可以用清洁溶液冲洗土壤固相，以除去大量毒性螯合物并回收(再循环，recycle)螯合剂，例如，这描述于专利申请EP3153246A1中。在方法的优选实施方式中，经修复且Fe改良土壤(remediatedandFe-amendedsoil)老化长达45天，以容许有效降低土壤提取物和沥滤液中的毒性金属和螯合剂浓度。修复且Fe改良土壤通过短期储存或原位沉积的土壤中保持中性水平衡(即，在过度降雨的情况下通过遮盖土壤)进行老化。附图说明现在将参考附图描述本专利技术的优选实施方式，其中：图1显示了来自原始土壤(原始)、修复而未Fe改良土壤(修复)和修复且Fe改良土壤(修复+Fe)的潜在Pb排放(提取物中的Pb浓度)。数据以三次重复的平均值和标准偏差给出。图2显示了来自原始土壤(原始)、修复而未Fe改良土壤(修复)和修复且Fe改良土壤(修复+Fe)的潜在Zn排放(提取物中的Zn浓度)。数据以三次重复的平均值和标准偏差给出。图3显示了来自原始土壤(原始)、修复而未Fe改良土壤(修复)和修复且Fe改良土壤(修复+Fe)的潜在Cd排放(提取物中的Cd浓度)。数据以三次重复的平均值和标准偏差给出。图4显示了来自原始土壤(原始)、修复而未Fe改良土壤(修复)和修复且Fe改良土壤(修复+Fe)的潜在Fe排放(提取物中的Fe浓度)。数据以三次重复的平均值和标准偏差给出。图5显示了修复而未Fe改良土壤(修复)、修复且Fe改良土壤(修复+Fe)的提取物中作为EDTA和溶解的腐殖酸的总螯合活性测量的潜在EDTA排放。数据以三次重复的平均值和标准偏差给出。虚线表示检测限(LOQ)。具体实施方式来自奥地利(Austria)的具有860mg·kg-1Pb、330mg·kg-1Zn和3mg·kg-1Cd的酸性(pH＝5.1)工业污染土壤(50kg，干重)在混合容器中用60mMEDTAkg-1溶液(w:V比率＝1:1)。根据本专利技术的方法，向土壤浆料相中加入1％(w/w)的零价Fe(<0.5mm颗粒)。然后使用室式压滤机将土壤固相与浆料分离，并用3体积的清洗漂洗溶液加压(inpress)冲洗以除去大量毒性螯合物。冲洗溶液按照专利申请“Soilandsedimentremediation”EP3153246A1中所述进行清洗和回收。用EDTA洗涤的土壤分别除去78％、20％和83％的Pb、Zn和Cd。土壤Zn提取率的较低水平对于本领域技术人员是已知的。经洗涤(修复)的土壤含有28％的水分，并在室温下储存8周。定期从大体积的土壤中采集出30g样品，并在摇床上用50mL去离子水提取。使用原子吸收光谱法(AAS)测定提取物中的Pb、Zn、Cd和Fe浓度。EDTA使用Wang等人(J.Wang,J.Yu,X.Z.Kong,L.Hou,S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制毒性金属和螯合剂从受毒性金属污染的修复土壤、沉积物和其他基质中排放的方法，所述方法包括：(a)用洗涤溶液修复受污染的土壤、沉积物和其他基质，所述洗涤溶液包含EDTA或者包含来自氨基多羧酸和其盐和它们的混合物的组中的其他螯合剂；(b)将0.05％‑5％(w/w，干重)的零价Fe或来自Fe氧化物和Fe氧化物‑Fe氢氧化物的组中的Fe化合物加入至土壤、沉积物和其他基质的浆料相中；(c)混合Fe改良的浆料；(d)分离修复且Fe改良的土壤、沉积物和其他基质的固相；(e)将修复且Fe改良的土壤、沉积物和其他基质老化0.5‑45天。

【技术特征摘要】
2017.12.04 GB 1720126.01.一种抑制毒性金属和螯合剂从受毒性金属污染的修复土壤、沉积物和其他基质中排放的方法，所述方法包括：(a)用洗涤溶液修复受污染的土壤、沉积物和其他基质，所述洗涤溶液包含EDTA或者包含来自氨基多羧酸和其盐和它们的混合物的组中的其他螯合剂；(b)将0.05％-5％(w/w，干重)的零价Fe或来自Fe氧化物和Fe氧化物-Fe氢氧化物的组中的Fe化合物加入至土壤、沉积物和其他基质的浆料相中；(c)混合Fe改良的浆料；(d)分离修复且Fe改良的土壤、沉积物和其他基质的固相；(e)将修复且Fe改良的土壤、沉积物和其他基质老化0.5-45天。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：多芒·莱斯坦，
申请(专利权)人：因维特环保技术工程有限公司，
类型：发明
国别省市：斯洛文尼亚,SI