一种利用农林业废弃物浸提液去除土壤重金属的方法技术

本发明专利技术涉及土壤重金属污染修复技术领域，具体而言，涉及一种利用农林业废弃物浸提液去除土壤重金属的方法。以农林业废弃物浸提液作为去除污染土壤中重金属的淋溶液；其中，农林业废弃物浸提液为农林业废弃物经水或柠檬酸浸提获得。本发明专利技术选用农林业废弃物作为淋洗修复原材料，具有成本低廉、环保高效、修复周期短和不破坏土壤环境等优势，实现了重金属污染土壤的修复和农林业废弃物的资源再利用；同时，本发明专利技术利用浸提残渣解决了淋洗废液对土壤或地下水二次污染的风险，为农田土壤

【技术实现步骤摘要】
一种利用农林业废弃物浸提液去除土壤重金属的方法


[0001]本专利技术涉及土壤重金属污染修复
，具体而言，涉及一种利用农林业废弃物浸提液去除土壤重金属的方法。

技术介绍

[0002]土壤重金属污染已成为世界范围内最普遍、最严重的环境问题之一，农用地重金属污染对人类健康、粮食及生态安全构成重大威胁。Cd和Cu是中国农用地土壤中常见的重金属污染物，其污染具有低浓度、长期性和累积性等特点，在土壤中过度积累导致作物对重金属的吸收增加，影响农作物的产量和质量，而进入食物链的重金属会对人体健康带来巨大风险。因此，迫切需要对受Cd和Cu污染的农用地土壤进行修复研究，以提高农产品质量安全。
[0003]目前在农用地重金属去除方面，土壤淋洗技术因其适用的污染物种类广泛、处理效果稳定、成本低、效率高且可永久去除重金属等优点已被广泛研究和应用。土壤清洗的目的是降低土壤中重金属的总浓度和生物有效利用浓度，其关键在于淋洗液的选择。常用的淋洗液主要包括无机酸、盐、表面活性剂及螯合剂等，其对土壤中重金属具有较好的去除能力，但存在破坏土壤结构、抑制种子萌发、降解性差、地下水污染风险及成本较高等问题。目前，已有研究报道环境友好和来源广泛的农林业废弃物是清除土壤中重金属的最有潜力的浸提液基质之一，其具有重金属去除效果良好、可生物降解、可保持或增加土壤养分、成本低廉且可实现废弃物资源再利用等优势。然而，目前已在实验室开展相关研究的农林业废弃物种类较少，如酿酒废渣、餐厨垃圾堆肥、秸秆等；并且大部分研究是在高液土比条件下采用单一废弃物提取液浸提一次修复土壤，虽对土壤中的重金属有一定的去除效果，但高液土比不利于野外实际应用，也增加了土壤修复成本。专利CN 103817147B公开了一种利用食用菌渣或酒渣的氯化钾浸提液淋洗去除污染土壤中Cd的方法，其中食用菌渣或酒渣农林业废弃材料在烘干粉碎及氯化钾浸提后得到初始浸提液，然后用氢氧化钠溶液或稀盐酸调节其pH后得到最终浸提液，该浸提液对土壤中的Cd具有良好的去除能力，但其制备过程相对复杂且需要强酸强碱，同时较高的液土比限制了其大规模野外推广应用；专利CN 103817147B公开了一种环保高效的重金属污染土壤淋洗修复液及其制备方法，其中环保浸提液主要由柠檬酸钠、草酸、甘露糖醇、山梨糖醇、木糖醇、柠檬酸混合而成，该浸提液对土壤中的Cd、As、Pb都具有良好的去除效果，但是该浸提液同样存在液固比较高、制备所需材料较多及成本偏高等问题。
[0004]基于目前农林业废弃物绿色淋溶液材料的局限性，迫切的需要筛选和研发出高效、经济且绿色友好的淋溶液材料和技术，真正去除农田土壤中的重金属。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有土壤淋溶液在修复重金属污染土壤中存在的问题，提供一种利用利用农林业废弃物绿色浸提液淋洗去除土壤中重金属(Cd和Cu)的方法及其应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用技术方案为：
[0007]一种利用农林业废弃物浸提液去除土壤重金属的方法，以农林业废弃物浸提液作为去除污染土壤中重金属的淋溶液；其中，农林业废弃物浸提液为农林业废弃物经水或柠檬酸浸提获得。
[0008]所述农林业废弃物浸提液为以菠萝皮(PP：pineapple peel)、柠檬皮(LP：lemon peel)、柚子皮(GP：grapefruit peel)或园艺海棠果(GC：Gardening crabapple fruit)作为原料经水或柠檬酸进行浸提，所得浸提液作为淋溶液对待处理污染土壤进行处理；浸提后过滤所得残渣作为吸附材料处理土壤淋溶后废液中的重金属。
[0009]将所述淋溶液通过淋洗的方式施入待处理污染土壤中，进而去除土壤中镉(Cd)和铜(Cu)，实现对污染土壤中重金属的去除。
[0010]收集上述淋洗后淋溶废液，向废液中加入浸提后过滤所得残渣对淋溶废液中镉(Cd)和铜(Cu)进行处理，进而实现对污染土壤和淋溶废液的一体化处理。
[0011]所述的淋溶废液用氢氧化钙溶液调节其pH为6.0
±
0.1，然后向废液中加入烘干的浸提后过滤所得残渣，进而实现对污染土壤和淋溶废液的一体化处理；其中，浸提残渣与淋溶废液的质量体积比为1g：15
‑
30mL。
[0012]具体的说：
[0013]1)分别称取各农林废弃物原料分别经水或柠檬酸进行浸提，其中原料与水或柠檬酸按质量体积比1g
‑
5g：10mL混合，进行浸提即获得不同原料的浸提液；
[0014]2)将上述所得浸提液分别施加到待处理污染土壤中，对污染土壤进行淋洗，实现对污染土壤的处理；其中，土和淋溶液按质量体积比为1g：3mL混合。
[0015]更具体的说：
[0016](1)环境友好淋溶液的制备
[0017]分别收集农林业生产废弃物：菠萝皮(PP：pineapple peel)、柠檬皮(LP：lemon peel)、柚子皮(GP：grapefruit peel)和园艺海棠果(GC：Gardening crabapple fruit)。将4种新鲜农林废弃物用去离子水清洗干净后，用剪刀剪成碎块；分别称取各鲜植物碎块10g、25g和50g置于榨汁机中，分别加入100mL去离子水或0.1mol
·
L
‑1柠檬酸榨汁，榨汁后分别过滤得浓度为10％、25％和50％的废弃物水浸提液和柠檬酸复合浸提液。
[0018](2)污染土壤重金属的淋洗去除
[0019]将(1)所述废弃物浸提液按不同浸提组合和浸提方式加入农用地重金属污染土壤中，振荡或搅拌淋洗后离心分离取上清液过0.45μm滤膜，用电感耦合等离子体质谱法(ICP
‑
MS)测定上述操作后上清液中的重金属浓度。
[0020]所述淋洗为至少的一步淋溶方式；其中，两次以上淋洗时通过连续方式进行淋洗。
[0021]所述两步连续淋洗为第一步采用各原料分别经水或柠檬酸进行浸提所得淋溶液进行淋洗，而后再经菠萝皮水淋溶液进行淋洗处理。
[0022]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：
[0023](1)本专利技术选用农林业生产废弃物作为淋溶液原材料，原料常见、价格低廉、无二次污染，同时实现了农林废弃物的资源再利用和重金污染土壤的有效修复，具有较强的可推广性。
[0024](2)本专利技术选用原料简单、淋溶液制备过程简便，同时土壤淋洗过程中采用较小的
淋溶液土壤比将污染土壤中重金属降低至土壤重金属筛选值以下，降低了修复成本，具有较强的野外可应用性；
[0025](3)本专利技术淋溶液制备原材料为农林业生产废弃物经水或低纯度小分子柠檬酸进行浸提，所得浸提液中含低纯度小分子柠檬酸，柠檬酸可提供H
+
和
‑
COOH基团，通过酸溶和络合作用增强重金属的解吸释放能力；而废弃物浸提液中含有大量可溶性有机质和能与重金属离子络合的活性官能团(羧基、羟基、胺、酰胺等)。它们生物降解性较好且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用农林业废弃物浸提液去除土壤重金属的方法，其特征在于：以农林业废弃物浸提液作为去除污染土壤中重金属的淋溶液；其中，农林业废弃物浸提液为农林业废弃物经水或柠檬酸浸提获得。2.按权利要求1所述的利用农林业废弃物浸提液去除土壤重金属的方法，其特征在于：所述农林业废弃物浸提液为以菠萝皮(PP)、柠檬皮(LP)、柚子皮(GP)或海棠果(GC)作为原料经水或柠檬酸进行浸提，所得浸提液作为淋溶液对待处理污染土壤进行处理；浸提后过滤所得残渣作为吸附材料处理土壤淋溶后废液中的重金属。3.按权利要求1或2所述的利用农林业废弃物浸提液去除土壤重金属的方法，其特征在于：将所述淋溶液通过淋洗的方式施入待处理污染土壤中，进而去除土壤中镉(Cd)和铜(Cu)，实现对污染土壤中重金属的去除。4.按权利要求3所述的利用农林业废弃物浸提液去除土壤重金属的方法，其特征在于：收集上述淋洗后淋溶废液，向废液中加入浸提后过滤所得残渣对淋溶废液中镉(Cd)和铜(Cu)进行处理，进而实现对污染土壤和淋溶废液的一体化处理。5.按权利要求4所述的利用农林业废弃物浸提液去除土壤重金属的方法，其特征在于：所述的淋溶废...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帅，李远，刘国明，骆永明，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：