一种利用没食子酸有机溶液提取污染土壤中镉的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用没食子酸有机溶液提取污染土壤中镉的方法，具有以下步骤：(1)将没食子酸与蒸馏水按如下质量体积比1:31.25

【技术实现步骤摘要】
一种利用没食子酸有机溶液提取污染土壤中镉的方法


[0001]本专利技术涉及污染土壤的修复
，特别是指一种利用没食子酸有机溶液提取污染土壤中镉的方法。

技术介绍

[0002]随着工业的快速发展，土壤重金属污染已经成为最大的土壤污染之一，采矿、冶炼、电镀等工业活动是重金属镉污染的主要来源。镉是“五毒”元素之一，联合国规划署将镉列为12种具有全球性意义的危险化学物质中的首位，极易被植物吸收并累积，危及植物的生长和发育，从而对环境及农业生产危害巨大，最终通过食物链危及人畜健康，给生态系统带来不可预见的危害。目前，针对重金属污染土壤现状，修复重金属污染土壤的方法原理主要从固化和提取两方面考虑：（1）“固化”指的是降低重金属在土壤环境中转化迁移性，改变重金属形态，使其固化，能够相对稳定存在。（2）“提取”是指使部分重金属从土壤环境中彻底分离，接近或达到原有的自然背景值，达到相关标准。修复方法主要包括物理法、化学法、生物法以及联合修复方法，其中化学提取修复技术是一种非常有应用前景的修复方法。
[0003]化学提取修复技术是通过提取剂与土壤中重金属发生反应，改变土壤中重金属形态，最终形成可溶性离子或金属络合物转移到液相中，进一步对废液进行收集处理的办法。化学提取修复技术关键在于提取剂的选择，从目前的研究情况看来，应用于重金属污染土壤的提取剂主要包括无机提取剂、螯合剂、表面活性剂和复合提取剂。HCI等无机提取剂虽对重金属有一定的提取作用，但提取过程中过高的酸度会严重破坏土壤的理化性质，使大量土壤养分淋失，破坏土壤结构，增加土壤盐渍化风险，腐蚀淋洗设备等使其在实际工程应用中受到限制；Xia等应用CETSA、MA/AA和EDTA等螯合物作为提取剂去除土壤中重金属镉，其中CETSA的提取效果相对较好，对镉去除率也仅为52.39%，而数据显示，经EDTA提取过后的土壤中总磷和速效磷有不同程度的流失，流失范围为14.1~31.9%；单一螯合剂（GLDA、EDDS、NTA和CA）虽然对土壤中Cu、Zn、镉和Pb有一定的去除能力，但对土壤中的脲酶、转化酶和过氧化氢酶活性有一定的抑制作用；皂素等表面活性剂虽然可有效提取土壤中重金属镉，但成本相对较高。
[0004]使用小分子有机酸作为淋洗剂修复重金属污染土壤具有较高的研究价值和较为广阔应用前景。比较常见的小分子有机酸有柠檬酸、酒石酸、草酸等。不同有机酸对重金属淋洗能力也各有不同，其主要是通过与金属离子形成可溶性的络合物来增加其活性和移动性。刘桂华等
[23]采用振荡淋洗方法研究柠檬酸、苹果酸、酒石酸3种常见低分子有机酸对污染石灰土壤中Pb、Cd的淋洗净化效应。结果表明，柠檬酸、酒石酸、苹果酸对Pb、Cd有较好的去除效率。多酚是植物的次生代谢产物，具有广泛的潜在功能，包括抗氧化活性。酚类物质可用于食品工业、健康保护、植物生长和发育、生物修复。除了是自由基清除剂，例如部分具有特殊分子结构类黄酮还可以作为金属的螯合剂，相关研究表明，多酚类物质（类黄酮）可能是拟南芥对重金属耐受的一个重要因素。
[0005]综上所述，针对现有材料存在二次污染、效率低下及成本较高等问题，寻找具有有
机酸性质的多酚类化合物来作为土壤镉新生物提取剂材料具有重要现实意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的：为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种用没食子酸有机溶液提取污染土壤中镉的方法，选用没食子酸作为提取液原料，成本低廉，方便获得，对镉污染土壤提取效果明显，且没食子酸作为天然植物多酚不会对生态环境造成二次污染。
[0007]本专利技术的技术方案：一种利用没食子酸有机溶液提取污染土壤中镉的方法，具有以下步骤：(1)将没食子酸与蒸馏水按如下质量体积比1:31.25
‑
500，混合并加热促溶，得到浓度在2
‑
32g/L的没食子酸水溶提取液；(2)将步骤（1）中得到的没食子酸水溶提取液加入到镉污染土壤中，然后振荡提取混合土壤；(3)将步骤（2）提取的混合土壤进行离心，得到固液分离的纯净土壤与镉污染液。
[0008]优选的，在步骤（1）制得的没食子酸水溶提取液中加入pH调节剂，调节pH至2.0
±
0.05—8.0
±
0.05。
[0009]优选的，pH调节剂为提前配置好的体积比为1
‑
5%的硝酸和质量比1
‑
5%的氢氧化钠溶液中的至少一种。
[0010]优选的，步骤（1）中，将没食子酸与蒸馏水的混合液加热至水温50
‑
60℃，反应后得到上述的没食子酸水溶提取液。
[0011]优选的，步骤（2）中，镉污染土壤与没食子酸水溶提取液的固液比为1:10
‑
30。
[0012]优选的，步骤（2）中的振荡条件为：处于20
‑
30℃、200
‑
300r/min下振荡混合12
‑
24h；提取时长为0.5
‑
48h，提取次数为2
‑
3次。
[0013]优选的，步骤（3）中的离心条件为：4000r/min下离心15
‑
20min。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有有益效果，没食子酸，化学名称为3,4,5
‑
三羟基苯甲酸，亦称五倍子酸或棓酸，分子式C7H6O5，是一种天然多酚类物质，广泛存在于自然界多种植物中，例如掌叶大黄、茶叶、山茱萸、葡萄等。并且具有多种生物学活性现阶段的研究主要集中在生物活性及其机制，比如其抗氧化作用、抗癌作用、杀菌消毒、保护心血管与肝功能作用等。在酚类化合物中，没食子酸是一种比较特殊的存在，有三个相邻的酚羟基与一个羧基，是一种具有有机酸性质的多酚类化合物，对土壤重金属具备提取效果。
[0015]具体体现在以下几点有益效果：1.本专利技术采用没食子酸物质具有完善的工艺条件、来源简单、成本低廉，且作为天然多酚物质不会给生态环境带来严重污染；2.本专利技术涉及的土壤重金属提取方法简单便捷操作，对镉污染土壤提取效果明显，且相对于蒸馏水本身对污染土壤中镉去除能力均提升较大；而专利技术人通过在特定条件下，经反复实验所得，没食子酸与蒸馏水的质量体积比1:31.25
‑
500，提取液浓度为2
‑
32g/L，提取液pH为2.0
±
0.05—8.0
±
0.05，检测到镉污染土壤提取效果最为明显；3. 正常情况下，经本专利技术没食子酸提取液1次提取后的土壤中镉的含量，即可降至《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618
‑
2018）中风险管制值
以下，从根本上降低了重金属镉污染存在的风险，使禁止种植食用农产品的农田重新具有使用的可能，处理过后的土壤原则上应当采取农艺调控、替代种植等措施对土壤进一步改良。
附图说明
[0016]图1为本专利技术三种没食子酸溶液提取液镉的提取率对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用没食子酸有机溶液提取污染土壤中镉的方法，其特征在于，具有以下步骤：（1）将没食子酸与蒸馏水按如下质量体积比1:31.25
‑
500，混合并加热促溶，得到浓度在2
‑
32g/L的没食子酸水溶提取液；（2）将步骤（1）中得到的没食子酸水溶提取液加入到镉污染土壤中，然后振荡提取混合土壤；（3）将步骤（2）提取的混合土壤进行离心，得到固液分离的纯净土壤与镉污染液。2.根据权利要求1所述的一种利用没食子酸有机溶液提取污染土壤中镉的方法，其特征在于，用pH调节剂将步骤（1）制得的没食子酸水溶提取液调节pH至2.0
±
0.05—8.0
±
0.05。3.根据权利要求2所述的一种利用没食子酸有机溶液提取污染土壤中镉的方法，其特征在于，pH调节剂为提前配置好的体积比为1
‑
5%的硝酸和质量比1
‑
5%的氢氧化钠溶液中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种利用没...

【专利技术属性】
技术研发人员：金献鹏，李子璐，陈华林，周江敏，任涵，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：