一种利用螯合剂连续修复土壤重金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用螯合剂连续修复土壤重金属的方法，其特征在于包括以下步骤：将苎麻植入待治理的土壤中；待植物存活后，再向土壤中加入占土壤重量０．０５％－０．５％的包膜ＥＤＴＡ螯合剂；定期连续收割植物的地上部，地下部分继续生长循环收割。包膜ＥＤＴＡ螯合剂中ＥＤＴＡ颗粒的大小为直径０．５－２ｍｍ；包膜为厚度为０．２５－０．３５ｍｍ的无机层或厚度为０．３０－０．４０ｍｍ的有机层。本发明专利技术所公开的修复方法，通过选用合适包膜厚度的包膜ＥＤＴＡ螯合剂，使得其释放效率与苎麻的生长周期有机配合，增强了土壤修复能力，并且进一步降低了螯合剂的环境风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环境污染治理
，具体涉及一种利用缓效螯合剂包膜工艺来提高植物提取土壤重金属效率的方法。
技术介绍
重金属及其化合物是众所周知的"三致物质"，即致畸、致癌和致突变。同时，重金 属在土壤系统中的污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。我国受重金属污染的 耕地面积近600万顷，约占耕地总面积的8%，大部分已失去了耕种的意义，使得本身就很 有限的耕作用地越来越少。另一方面，土壤重金属污染导致农田中的作物重金属含量超标， 大大地限制了无公害食品、绿色食品、有机食品的生产和农产品出口，对经济效益的增加， 以及人体的健康和安全也是严重的阻碍。这些严重影响了我国农业生产，因此有效地去除 土壤中的重金属污染已经成为当前一项十分迫切的任务。探索和开发新的污染治理和环境 修复技术成为当前环境领域的研究热点。 由于经济有效和环境友好，植物修复已逐渐成为当今环境科学领域的一个研究热 点。作为其核心技术之一的螯合诱导植物提取技术被认为是利用植物去除大面积轻度到中 度污染土壤中重金属的重要方法。土壤中生物可提取的重金属含量是决定植物重金属吸收 的主要因素之一。在大多数情况下，由于金属本身的特性在土壤中生物活性较低，阻止了植 物提取过程。螯合剂能显著提高土壤溶液中重金属的浓度，而提高植物的重金属吸收。EDTA 是最广泛应用的螯合剂，与多种金属能形成稳定的螯合物。其中，EDTA对植物Pb、 Zn的吸 收促进效果尤为显著。但是EDTA不易降解，因此存在极大的环境风险。 低修复效率和高环境风险是螯合剂诱导植物提取法修复重金属污染土壤存在的 主要问题，其环境风险主要体现在对植物生长和土壤微生物的负面影响以及对地下水的污 染。因此开发有效、安全的螯合剂和强化植物修复技术是目前螯合剂诱导提取法成功的前 提和关键。应用包膜型控释螯合剂用于植物修复可能是解决此问题的重要途径。目前，虽 然螯合剂已经被应用于一些土壤修复技术，如专利0214882. 7、200810220712. 9，公开了络 合剂微胶囊的制备方法，以及其用于土壤修复的用途，但是，现有的技术均无法实现如何充 分利用螯合剂，实现土壤的连续修复的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用螯合剂连续修复土壤重金 属的方法，以是应于实际土壤大面积连续修复，有效提高螯合效率，并有利于螯合剂的后续 处理。 —种利用螯合剂连续修复土壤重金属的方法，包括以下步骤将苎麻植入待治 理的土壤中；待苎麻存活后，根据土壤中重金属的浓度大小向土壤中加入占土壤重量 0. 1 % -0. 5%的包膜厚度为0. 25-0. 40mm的包膜EDTA螯合剂；定期连续收割植物的地上 部，地下部分继续生长循环收割。 所述包膜EDTA螯合剂的包膜为厚度为0. 25_0. 35mm的无机层或厚度为0. 30-0. 40mm的有机层。其中的无机层的材料为硫磺、硅酸盐、磷酸钙或粘土中的一种，有机层的材料为改性淀粉。 本专利技术经过试验发现，以EDTA作为螯合剂，并且在专利技术公开的包膜厚度下，所获得的包膜EDTA螯合剂与苎麻共同修复土壤，可以达到协同性的修复效果，增强了土壤中重金属的转移和修复效果。选用上述包膜厚度的包膜EDTA螯合剂，其释放效率与所选用植物苎麻的生长周期基本一致，苎麻根部能不断地吸收螯合剂所活化的重金属因此极大地增强了土壤修复能力。另一方面，由于活化的重金属大部分能被植物吸收而固定，因此并且进一步降低了螯合剂的地下水和其它生物的危害。除此，通过该方法修复土壤后，包膜EDTA螯合剂本身易于后续处理，不会对环境造成潜在威胁。 在修复期间，可连续定期收割苎麻的地上部分，收割周期为一年收割2-3次。 包膜型螯合剂用量可以是土壤重量的0.05% -0.5%，优选是土壤重量的0. 1% -0. 5%，最优选的是0. 2% -0. 3%。 所述的包膜EDTA螯合剂是由以下方法制得 (1)喷洒粘结剂于EDTA，使之形成直径0. 5-2mm左右的颗粒； (2)喷洒粘结剂于步骤(1)形成的颗粒，加入包膜材料以包膜颗粒； (3)保持颗粒在40-55t:及3000-4500转/分的转速下转动，直到粘结剂完全干燥。 其中的粘结剂是水溶性的聚乙烯醇、木质素磺酸钠、阿拉伯树胶、马来松香、歧化松香、氢化松香、松香、桃胶、冷杉胶、拷胶、明胶、紫胶、海藻酸钠或糊精中的一种或多种。 与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果 1.本专利技术所公开的修复方法，通过选用螯合剂和苎麻的有机结合，促进了他们联合作用修复土壤的能力；本专利技术采用了包膜EDTA螯合剂，具有缓慢释放的特点，因此对植物的毒害较小，能在植物生长的整个阶段促进植物对重金属的吸收，降低了生物稀释作用，提高了治理重金属污染土壤的效率；更重要的是本专利技术选用合适包膜厚度的包膜EDTA螯合剂的释放效率与苎麻的生长周期形成协调的有机配合，进一步增强了土壤修复能力。 2.本专利技术公开的修复方法，螯合剂与土壤的结合方式是通过多次试验后得出的优化方法，螯合剂在土壤中的加入量使他们之间形成合理配置，加上必要的预处理，使得其具有适用于实际大面积土壤修复及对土壤的连续修复的效果，并且可以实现高螯合修复效率。 3.本专利技术所提供的修复方法成本低、修复效率高，修复后的后续处理简单，有利于土壤的进一步利用，尤其适用于需要多次连续式的土壤修复技术，潜在经济效益可观，容易推广应用。 4.本专利技术建立的修复模式系绿色原位修复，所收获的地上部进行集中安全填埋或焚烧，不会造成二次污染，同时修复进程不会破坏土壤生态系统，并有助于改善土壤因重金属污染而引起的土壤退化和生产力下降，恢复并提高土壤生物多样性。具体实施例方式以下通过具体的实施例进一步说明本专利技术的技术方案。 实施例1 包膜型螯合剂的制备 选择无机化合物硅酸盐和有机化合物改性淀粉作为包膜材料来包膜EDTA。先将 500克EDTA放入到可加热的容器中，置于可调速的摇床上，每分钟200-300转，加热温度 60-80°C 。再将聚乙烯醇溶于水作为粘结剂，喷洒聚乙烯醇于EDTA表面，10分钟即可形成 大小基本一致、直径l-2mm的颗粒。将这些颗粒分为18等份，装入到不同的容器中。分为 以下处理不同的包膜材料(硅酸盐和改性淀粉)和不同的包膜时间(5分钟、15分钟和30 分钟)，每个处理设置3个重复。将硅酸盐和改性淀粉分别配成1%的溶液，分别间歇性地 喷洒于上述的颗粒中。在整个过程中保持颗粒的充分动动和和适当的温度直到粘结剂完全 干燥，以防止结块。获得包膜EDTA螯合剂。 用水溶法测定水溶液中的有机碳来推算这些处理下包膜型EDTA的释放期。结果 表明，两种包膜材料硅酸盐和改性淀粉均能很好地包膜EDTA，所形成的颗粒大小基本一致， 表明这两类包膜材料均适合于制作包膜型螯合剂。包膜5分钟、15分钟和30分钟处理时， 硅酸盐包膜时厚度分别为0. 08-0. lOmm，O. 15-0. 20mm和0. 25-0. 35mm，改性淀粉包膜时厚 度分别为0. 12-0. 16mm，0. 22-0. 27mm和0. 30-0. 40mm。根据这些颗粒在水中时有机碳浓度 的变化推算出，硅酸盐包膜时颗粒的释放期分别为20-23天，60-65天，100-140天本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用螯合剂连续修复土壤重金属的方法，其特征在于包括以下步骤：将苎麻植入待治理的土壤中；待苎麻存活后，再向土壤中加入占土壤重量０．１％－０．５％的包膜厚度为０．２５－０．４０ｍｍ的包膜ＥＤＴＡ螯合剂；定期连续收割植物的地上部，地下部分继续生长循环收割。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兵，叶志鸿，周密，束文圣，仇荣亮，蓝崇钰，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]