一种氨基酸类离子液体淋洗修复铅污染土壤的方法技术

本发明专利技术公开了一种氨基酸类离子液体淋洗修复铅污染土壤的方法，属于土壤修复技术领域。本发明专利技术的修复铅污染土壤的方法，是首次利用硝酸甲硫氨酸离子液体作为铅污染土壤淋洗剂，淋洗修复铅污染土壤，发现淋洗剂对土壤中的铅去除率超过80％。本发明专利技术方法利用氨基酸类离子液体土壤淋洗剂，可以高效去除土壤重金属缓解其对环境的危害。缓解其对环境的危害。缓解其对环境的危害。

【技术实现步骤摘要】
一种氨基酸类离子液体淋洗修复铅污染土壤的方法


[0001]本专利技术涉及一种氨基酸类离子液体淋洗修复铅污染土壤的方法，属于土壤修复


技术介绍

[0002]随着城市化和工业化的不断发展，各种人类活动如燃煤、采矿、电镀和化肥农药等，导致大量重金属进入环境，而土壤是主要受体，最终造成土壤重金属污染。土壤重金属污染具有富集性、长期性和隐蔽性的特点。土壤中重金属难以自然降解，从而导致土壤环境随着时间的推移而逐渐恶化，甚至会影响人类身体健康。例如铅能与蛋白质、氨基酸或者酶结合，引发铅中毒，此外铅也会影响儿童智力发育。因此，治理重金属污染土壤迫在眉睫。
[0003]化学淋洗可以将土壤中重金属永久去除，此外还具有经济、高效等优点，而广泛应用于重金属污染土壤修复。化学淋洗的关键是淋洗剂的筛选，然而目前常用的淋洗剂还存在多种问题，如EDTA等螯合剂不易生物降解，容易导致重金属二次污染；盐酸、氯化铁等无机淋洗剂容易破坏土壤结构和土壤盐渍化，鼠李糖脂等表面活性剂由于生产成本较高而在实际应用中受限。因此，选择一种高效，环境友好且成本低廉的新型绿色淋洗剂迫在眉睫。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的缺陷与不足，本专利技术提供了一种修复铅污染土壤的方法，具体是以硝酸和甲硫氨酸离子液体的水溶液作为淋洗剂对铅污染土壤进行修复处理，该方法不仅能够高效去除土壤中的铅，而且对环境友好且成本低廉，是一种环境友好型土壤修复方法。
[0005]本专利技术的第一个目的是提供一种氨基酸类离子液体淋洗修复铅污染土壤的方法，所述方法以硝酸甲硫氨酸离子液体水溶液作为淋洗剂对铅污染土壤进行淋洗。
[0006]在一种实施方式中，所述淋洗是将淋洗剂与铅污染土壤混合，震荡，固液分离。
[0007]在一种实施方式中，所述振荡时间为1～12h；优选的振荡时间为6h。
[0008]在一种实施方式中，所述固液分离为静置、离心中的一种。
[0009]在一种实施方式中，所述固液分离是在4000～6000r/min离心10～20min。在一种实施方式中，所述硝酸甲硫氨酸离子液体水溶液浓度为0.1～1.0mol/L，优选的硝酸甲硫氨酸离子液体水溶液浓度为0.8mol/L。
[0010]在一种实施方式中，所述淋洗剂与铅污染土壤的液土比为2～8:1，ml/g；优选的淋洗剂与铅污染土壤的液土比为6:1，ml/g。
[0011]在一种实施方式中，所述硝酸甲硫氨酸离子液体中硝酸与甲硫氨酸的摩尔比为1:0.5～1:4，优选的硝酸与甲硫氨酸的摩尔比为1:1～2。
[0012]在一种实施方式中，所述硝酸甲硫氨酸离子液体的制备方法包括以下步骤：将硝酸和甲硫氨酸溶于水制成混合溶液，将得到的混合溶液置于冷凝装置中进行反应，反应产物进行干燥，干燥后产物即为硝酸甲硫氨酸离子液体。
[0013]在一种实施方式中，所述反应是在60～80℃恒温条件下进行。本专利技术的第二个目的是本专利技术所述的硝酸甲硫氨酸离子液体在土壤修复领域中应用。
[0014][有益效果][0015]本专利技术的土壤淋洗方法所用的淋洗剂与现有常规无机酸、表面活性剂和螯合剂淋洗剂以及其他氨基酸类淋洗剂相比，本专利技术的淋洗方法的优点包括：
[0016](1)对土壤中铅的淋洗去除率超过80％；
[0017](2)适用于黏土等不同性质的土壤；
[0018](3)淋洗剂用量少，淋洗方法简单，无需复杂处理。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例1制备得硝酸甲硫氨酸离子液体实物图；
[0020]图2为本专利技术实施例2不同浓度硝酸甲硫氨酸离子液体水溶液下对铅污染土壤中铅的去除率效果图；
[0021]图3为本专利技术实施例3不同的液土比对铅污染土壤中铅的去除率效果图。
具体实施方式
[0022]下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0023]铅去除率计算方式：
[0024][0025]式中：C——淋洗后溶液中铅浓度(mg
·
L
‑1)；
[0026]V——淋洗液体积(L)；
[0027]C0—土壤中铅浓度(mg
·
kg
‑1)；
[0028]W—土壤质量(g)。
[0029]下列实施例和对比例所涉及的铅污染土壤中的铅含量分别为16521.13mg/kg。
[0030]实施例1
[0031]制备硝酸甲硫氨酸离子液体：
[0032](1)取13.12mL质量分数为65％硝酸(0.2mol)和30.45g甲硫氨酸(0.2mol)倒入烧杯，硝酸与甲硫氨酸的摩尔比为1:1，搅拌均匀，用去离子水定容至250mL；
[0033](2)将步骤(1)制得的溶液置于装有冷凝装置的500mL圆底烧瓶中，60℃下恒温反应6h，然后将反应后的产物，在60℃条件下减压蒸馏得到产物；
[0034](3)用乙酸乙酯对步骤(2)蒸馏得到的产物进行3次清洗，室温干燥，即得硝酸甲硫氨酸离子液体；产品实物如图1所示。
[0035]称取33.96g上述制备的硝酸甲硫氨酸离子液体(0.16mol)，溶于一定量的去离子水中，搅拌均匀，最后用去离子水定容至200ml。得到浓度为0.8mol/L的硝酸甲硫氨酸离子液体水溶液。
[0036]称取5.00g铅污染土壤，以液土比为6∶1比例，加入30mL 0.8mol/L硝酸甲硫氨酸离子液体水溶液，振荡6h，4000r/min离心10min，使固液分离，取离心后上清液，过0.45um水系膜并测定滤液中铅浓度，最后计算得土壤中铅去除率为87.88％。
[0037]实施例2
[0038]称取5.00g铅污染土壤，按液土比为6∶1比例，分别加入0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.8、1.0mol/L实施例1制备的硝酸甲硫氨酸离子液体水溶液，振荡6h，4000r/min离心10min，使固液分离，取离心后上清液，过0.45um水系膜并测定滤液中铅浓度。
[0039]结果如图2所示；从图2可以看出，铅去除率均随淋洗剂浓度的增高而升高；当淋洗剂浓度在0.1～0.8mol/L时，铅去除率随浓度增高而快速上升；当淋洗剂浓度超过0.8mol/L时，铅去除率基本不变。当淋洗剂浓度为1.0mol/L时，土壤中铅的去除率达到最高，与淋洗剂浓度为0.8mol/L相比，土壤中铅去除率变化小于5％，同时也考虑到成本问题，优选淋洗剂浓度为0.8mol/L，在淋洗剂浓度为0.8mol/L时，土壤中铅的去除率为87.88％。
[0040]实施例3
[0041]称取5.00g铅污染土壤，按液土比分别为2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1、7∶1和8∶1的比例分别加入0.8mol/L实施例1制备的硝酸甲硫氨酸离子液体水溶液，振荡6h，4000r/min离心10min，使固液分离，取离心后上清液，过0.45um水系膜并测定滤液中铅浓度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨基酸类离子液体淋洗修复铅污染土壤的方法，其特征在于，所述方法是以硝酸甲硫氨酸离子液体水溶液作为淋洗剂对铅污染土壤进行淋洗。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述淋洗是将淋洗剂与铅污染土壤混合，振荡、固液分离。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硝酸甲硫氨酸离子液体水溶液的浓度为0.1～1.0mol/L。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述振荡时间为1～12h。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述固液分离为静置、离心中的一种。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硝酸甲硫氨酸离子液体中硝酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓芸，王胜，赵舒畅，方紫萱，朱锦宁，李欣宇，荣鲲，阮文权，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：