一种镉污染农田土壤的淋洗药剂及其淋洗方法技术

本发明专利技术公开了一种镉污染农田土壤的淋洗药剂及其淋洗方法，淋洗药剂包括低分子有机酸和生物表面活性剂，低分子有机酸作为第一步淋洗所用淋洗药剂，生物表面活性剂作为第二步淋洗所用淋洗药剂:本发明专利技术通过将镉污染农田十壤挖掘出来，去除杂质并破碎筛分:将筛分出的镉污染农田十壤细颗粒置干增效洗脱淋洗设备中，将低分子有机酸溶液加入到增效洗脱淋洗设备中,经均匀搅拌后去除淋洗液，得到一次修复士壤:将生物表面活性剂溶液加入一次修复土壤中,经均匀搅拌后去除淋洗液，得到修复后的土壤。本发明专利技术分别采用低分子有机酸和大豆卵磷脂溶液进行两步式淋洗，淋洗药剂价格低廉、易获取、修复效率高、易生物降解,将污染十壤中的镉实现深度淋洗净理。实现深度淋洗净理。实现深度淋洗净理。

【技术实现步骤摘要】
一种镉污染农田土壤的淋洗药剂及其淋洗方法


[0001]本专利技术涉及土壤修复
,具体涉及一种镉污染农田土壤的淋洗药剂及其淋洗方法。

技术介绍

[0002]随着工业化和城市化进程的加快,我国土壤重金属污染问题日益严重。镉是对植物和动物毒性最强的痕量重金属元素之一,位于联合国环境规划署1984年提出的12种具有全球意义的危害物质之首。据报道，我国受镉污染的耕地面积近2000万hm，约占总耕地面积的六分之一,涉及11个省市的25个地区。2013年我国南方部分地区爆发镉稻米污染，引起了人们对Cd污染的高度重视。2014年《全国土壤调查公报》显示中国土壤镉的点位超标率为7.0％,位于八大超标金属元素之首。镉在土壤中具有隐蔽性、积累性、难降解等特点，与其他重金属元素相比,镉移动性很强,对人体危害大,容易通过食物链在人体内富集,镉在人体的半衰期长达15～20a，可引发如癌症、关节炎、肺气肿、肾小管坏死、痛痛病等疾病。为了改善十壤环境质量和保护人体健康，因此迫切需要治理镉污染农田土壤。
[0003]农田镉污染土壤的修复技术主要包括土壤钝化修复技术,土壤淋洗修复技术、电动修复技术和生物修复技术等。土壤钝化修复技术主要使用钝化剂修复，镉仍然存在于士壤当中,当环境条件变化时,会导致镉重新活化或释放到土壤中，有潜在的二次污染的可能性。电动修复受土壤理化性质如pH的影响较大，具有能耗高、成本高，修复效率低等缺点。生物修复技术主要包括微生物修复技术和植物修复技术，具有修复周期长、受土壤理化性质和镉浓度等诸多因素影响导致其修复效率低。土壤淋洗修复技术能够永久去除土壤中镉，具有修复周期短、修复效果好、镉去除彻底等优点，淋洗修复技术的关键在于淋洗剂及其淋洗工艺的选择,寻求一种成本较低、易被微生物降解、对土壤理化性质破坏小的淋洗药剂是淋洗修复技术发展的趋势。在现有淋洗剂中,存在人工螯合剂和化学表面活性剂生物降解性低、易造成二次污染等问题，无机酸淋洗剂对土壤理化性质破坏严重，天然低分子有机酸的络合能力低等缺点。
[0004]生物表面活性剂由植物、动物或微生物产生，除了具有和化学表面活性剂相同的性质,如降低表面张力、乳化、增溶等，还具有对环境友好、易被微生物降解、无二次污染等优点。目前，研究较多的用于重金属镉淋洗的生物表面活性剂主要有:鼠李糖脂和皂角苷等,其价格高昂。中国专利文献CN105419808A中公开了一种用于修复重金属污染土壤的淋洗药剂及其应用方法，提供的淋洗药剂为皂角苷、茶皂素和鼠李糖脂溶液,由于鼠李糖脂价格昂贵,采用其作为淋洗药剂,修复成本高品,限制其在大面积镉污染土壤上的实际应用。
[0005]由于农田土壤中的重金属镉,易在土壤
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作物系统中累积,通过食物链影响人体健康。基于此，亟待开发一种价格低廉易获取、修复周期短、修复效率高、使用方便、易生物降解、对土壤理化性质破坏小的针对镉污染农田土壤的绿色高效淋洗剂及其淋洗方法。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足,本专利技术目的是解决现有镉淋洗药剂价格昂贵，修复成本高、易造成二次污染、修复效率低等缺点，本专利技术提供了一种镉污染农田土壤的淋洗药剂及其淋洗方法,其淋洗药剂价格低廉、易获取、修复周期短、修复效率高、使用方便、易生物降解、对土壤理化性质破坏小、有助于改善土壤肥力。
[0007]本专利技术采用如下技术方案:
[0008]一方面,本专利技术提供了一种镉污染农田土壤的淋洗药剂，所述淋洗药剂包括低分子有机酸和生物表面活性剂,所述低分子有机酸作为第一步淋洗镉污染土壤所用淋洗药剂,所述生物表面活性剂作为第二步淋洗镉污染土壤所用淋洗药剂。
[0009]优选地，所述低分子有机酸为柠檬酸，其浓度为0.02～0.04mol/l。
[0010]优选地,所述生物表面活性剂为大豆卵磷脂溶液，其浓度为0.01～0.02mol/1。
[0011]另一方面,本专利技术还提供了一种镉污染农田土壤的淋洗方法，所述方法包括如下步骤:
[0012]步骤1,将镉污染农田一壤控掘出来夫除杂质并破碎筛分。
[0013]步骤2,将筛分出的镉污染农田土壤细颗粒置于增效洗脱淋洗设备中；
[0014]步骤3将低分子有机酸溶液加入到增效洗脱淋洗设备中，经均匀搅拌后与镉污染土壤产生置换反应，使镉离子溶解到液相中；
[0015]步骤4,去除淋洗液后,得到一次修复土壤:
[0016]步骤5,将生物表面活性剂溶液加入到一次修复土壤中，经均匀搅拌后使生物表面活性剂削弱土壤中剩余镉与土壤的黏附力,并与镉产生络合反应；
[0017]步骤6,去除淋洗液,得到修复后的土壤。
[0018]所述步骤1中,经对镉污染农田土壤进行筛分,将小于2mm的土壤颗粒置于步骤2中的增效洗脱淋洗设备中进行药剂增效淋洗，将大于2mm的土壤颗粒经脱水筛脱水后得到清洁土壤。
[0019]所述步骤3中,将柠檬酸溶液与镉污染农田土壤按重量比(3～10)1配置,搅拌时间30min～60min。
[0020]所述步骤5中,将大豆卵磷脂溶液与一次修复土壤按重量比(3～10):1配置,搅拌时间30min～60min。
[0021]所述柠檬酸溶液与大豆卵磷脂溶液可对镉污染农田土壤进行1～4次循环淋洗,直至将镉污染农田土壤中的镉含量降至风险筛选值以下。
[0022]本专利技术技术方案，具有如下优点:
[0023]A本专利技术所采用的淋洗药剂为低分子有机酸和生物表面活性剂，并进行分步淋洗方式,采用柠檬酸作为低分子有机酸的优选药剂，生物表面活性剂优选采用大豆卵磷脂溶液,所采用的柠檬酸溶液作为低分子有机酸进行第一步淋洗,而大豆卵磷脂溶液作为生物表面活性剂进行第二步淋洗,柠檬酸溶液通过与镉污染土壤产生置换反应，使镉离子溶解到液相中,再采用大豆卵磷脂溶液削弱土壤中剩余镉与土壤的黏附力,并使镉与大豆卵磷脂产生络合反应,从而将污染土壤中的镉实现深度淋洗净理。
[0024]B.本专利技术通过采用柠檬酸与大豆卵磷脂联合淋洗方式，大豆卵磷脂施入土壤中后,可为七壤补充磷素,有助干改善十壤肥力,促进植物的生长发育,且易被土壤微生物自
然降解,对环境友好,无二次污染，解决镉污染土壤单一使用低分子有机酸作为淋洗药剂时修复效率低、用于修复镉污染土壤的生物表面活性剂如鼠李糖脂、皂角苷等价格高昂等缺点,采用低分子有机酸和价格低廉的天然生物表面活性剂
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大豆卵磷脂联合使用，极大的降低了修复成本,经实际计算可知:使用大豆卵磷脂的药剂成本比使用鼠李糖脂和皂角苷约分别降低92％和70％，显著的提高了镉的淋洗效率。
[0025].本专利技术所采用的淋洗药剂包括柠檬酸溶液和大豆卵磷脂溶液等成分,组分来源广泛、易获取、成本低廉。基于此,对镉污染土壤淋洗技术的发展具有重大的意义。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式,对于本领域普通技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镉污染农田土壤的淋洗药剂,其特征在于,所述淋洗药剂包括低分子有机酸和生物表面活性剂，所述低分子有机酸作为第一步淋洗镉污染土壤所用淋洗药剂，所述生物表面活性剂作为第二步淋洗镉污染土壤所用淋洗药剂。2.根据权利要求1所述的镉污染农田土壤的淋洗药剂,其特征在于,所述低分子有机酸为柠檬酸，其浓度为0.02～0.04mol/1。3.根据权利要求1所述的镉污染农田土壤的淋洗药剂,其特征在于，所述生物表面活性剂为大豆卵磷脂溶液，其浓度为0.01～0.02mol/1。4.一种镉污染农田土壤的淋洗方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:步骤1,将镉污染农田土壤挖掘出来,去除杂质并破碎筛分；步骤2,将筛分出的镉污染农田一壤细颗粒置干增效洗脱淋洗设备中。步骤3,将低分子有机酸溶液加入到增效洗脱淋洗设备中,经均匀搅拌后与镉污染土壤产生置换反应,使镉离子溶解到液相中；步骤4,去除淋洗液后,得到一次修复土壤:步骤5,将生物表面活性剂溶液加入到一次修复+壤电,经均匀搅拌后...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵颖，闫函，郭晨辉，王竞，
申请(专利权)人：山西省生态环境监测和应急保障中心山西省生态环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：