一种修复重金属污染土壤的淋洗剂及其应用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种修复重金属污染土壤的淋洗剂及其应用方法。
【背景技术】
[0002]重金属污染主要指由密度在5.0以上的汞、镉、铅、铬、金属砷、铜、钴、镍、锡、钒等金属所造成的环境污染，其中，以土壤污染尤其严重。
[0003]例如，我国镉污染土壤已达到1.3万公顷，涉及11个省市的25个地区。部分地区土壤重金属污染已相当严重，甚至发生了大量的“镉米”污染事件。如有20多年灌溉历史的沈阳张士灌区被污染的耕地多达25hm2，土壤含镉量在5-7mg/kg之间，稻米的含镉浓度高达0.44-0.86mg.kg—1，最高达3.7mg.kg—S远远超过了国家食品卫生标准。锦会破坏与人体呼吸和消化过程有关的各种碳酸酶，脱氢酶以及磷酸酶。镉中毒引起的痛病发病缓慢，潜伏期为2-8年，而镉在体内的生物半减期为16-33年，经长期蓄积达到一定程度才发病，发病后无特效疗法，死亡率很高。同时，我国是铅生产大国和消费大国，但是我国的炼铅企业普遍存在生产技术落后，设备现代化程度低的问题，造成土壤中铅污染也比较严重。铅主要通过呼吸和食物链的方式进入人体，在人体中积累过量后能造成铅中毒，铅对人体危害较大，其主要症状有贫血、肠绞痛和肌肉瘫痪等，尤其是对婴幼儿的神经、认知和记忆等脑功能造成严重破坏。
[0004]由于重金属不能被微生物降解，只能发生各种形态之间的相互转化，所以，重金属污染的消除往往更为困难。目前，治理土壤重金属污染的技术主要有植物修复技术和土壤化学淋洗修复技术。利用植物修复技术治理污染土壤时，对于污染较为严重的土壤通常需要先降低重金属的浓度和毒性，否则植物在这样的土壤上不能存活。而以分离为目的的土壤化学淋洗修复技术，可快速将污染物从土壤中移除，短时间内完成高浓度重金属污染土壤的治理，而且治理费用相对较低廉，已成为重金属污染土壤快速修复技术研究的热点和发展方向之一。但是目前研究中所采用的淋洗剂都具有一定的局限性。如专利CN102500612A利用二乙胺四乙酸纳(Na2EDTA)溶液作为淋洗剂淋洗重金属污染土壤，有效去除土壤中的镉和铅，并利用Na2S.9H20来沉淀滤液中的重金属，使Na2EDTA重新得到释放，从而使淋洗剂循环使用，降低了淋洗成本，但Na2EDTA生物降解性较差，会造成土壤的二次污染。
【发明内容】
[0005]本发明实施例公开了一种修复重金属污染土壤的淋洗剂及其应用方法，用于解决去除土壤重金属污染的淋洗剂难降解，会对土壤造成二次污染的问题。技术方案如下:
[0006]—种修复重金属污染土壤的淋洗剂，其特征在于，所述淋洗剂由主剂和辅剂组成；基于所述淋洗剂的总体积，所述主剂的体积分数为65%?85%，所述辅剂的体积分数为15%?35% ；
[0007]所述主剂为溶质选自乙二胺二琥珀酸、酒石酸和柠檬酸中的至少一种的水溶液；所述辅剂为溶质选自茶皂素、皂角苷和鼠李糖脂中的至少一种的水溶液；
[0008]其中，在所述主剂含有乙二胺二琥珀酸的情况下，所述乙二胺二琥珀酸在主剂中的浓度为0.06?0.15mol/L;在所述主剂含有酒石酸的情况下，所述酒石酸在主剂中的浓度为0.3?1.5mol/L;在所述主剂含有梓檬酸的情况下，所述梓檬酸在主剂中的浓度为0.5?1.5mol/L;在所述辅剂含有茶皂素的情况下，所述茶皂素在辅剂中的质量分数为3%?8%;在所述辅剂含有皂角苷的情况下，所述皂角苷在辅剂中的质量分数为3%?8%;在所述辅剂含有鼠李糖脂的情况下，所述鼠李糖脂在辅剂中的质量分数为3%?8%。
[0009]在本发明的一种优选实施方式中，所述重金属为镉和/或铅。
[0010]在本发明的一种更为优选实施方式中，基于所述淋洗剂的总体积，所述主剂的体积分数为75%?85%，所述辅剂的体积分数为15%?25%。
[0011]在本发明的一种更为优选实施方式中，在所述主剂含有酒石酸的情况下，所述酒石酸在主剂中的浓度为I?1.5mol/L;在所述主剂含有柠檬酸的情况下，所述柠檬酸在主剂中的浓度为I?1.5mol/L。
[0012]在本发明的一种更为优选实施方式中，在所述辅剂含有茶皂素的情况下，所述茶皂素在辅剂中的质量分数为4%?6%;在所述辅剂含有皂角苷的情况下，所述皂角苷在辅剂中的质量分数为4%?6%;在所述辅剂含有鼠李糖脂的情况下，所述鼠李糖脂在辅剂中的质量分数为4%?6%。
[0013]本发明还公开了一种应用上述淋洗剂修复重金属污染土壤的方法，其特征在于，包括:
[0014]将所述淋洗剂与重金属污染土壤按5:1?20: lmL/g进行混合，反应2h?1h后，固液分离处理，分别收集修复后的土壤和废液。
[0015]在本发明的一种优选实施方式中，将所述淋洗剂与重金属污染土壤按7:1?12:lmL/g进行混合。
[0016]在本发明的一种更为优选实施方式中，所述重金属污染土壤的粒径小于5mm。
[0017]在本发明的一种更为优选实施方式中，还包括向所述废液中加入碱或碱液将其pH值调至10?13，再向其中加入氯化铁，固液分离处理，分离得到的液体即为可再次使用的淋洗剂;所述氯化铁的加入量为所述重金属质量的10至20倍。
[0018]需要说明的是，本领域的技术人员可以根据实际需要来确定絮凝反应的反应时间，本发明在此不作具体限定，反应时间可以为15?60min。
[0019]在本发明的一种更为优选实施方式中，所述碱为氧化钙或氢氧化钙;所述碱液为氢氧化妈浑浊液。
[0020]本发明公开的一种修复重金属污染土壤的淋洗剂，可促进土壤中重金属的解吸增溶，其主剂中的乙二胺二琥珀酸(EDDS)、酒石酸和柠檬酸可螯合重金属离子;其辅剂中的茶皂素、皂角苷和鼠李糖脂吸附在土壤颗粒表面，促进重金属溶解于淋洗剂中，并且与主剂共同作用，降低重金属离子在液相中的活性，从而将重金属从土壤中去除掉。该淋洗剂的各组分几乎无毒性，易于生物降解，不会对土壤造成二次污染。
【具体实施方式】
[0021]本发明的技术方案:一种修复重金属污染土壤的淋洗剂，所述淋洗剂由主剂和辅剂组成;基于所述淋洗剂的总体积，所述主剂的体积分数为65%?85%，所述辅剂的体积分数为15%?35%;所述主剂为溶质选自乙二胺二琥珀酸、酒石酸和柠檬酸中的至少一种的水溶液;所述辅剂为溶质选自茶皂素、皂角苷和鼠李糖脂中的至少一种的水溶液;其中，在所述主剂含有乙二胺二琥珀酸的情况下，所述乙二胺二琥珀酸在主剂中的浓度为0.06?0.15mol/L;在所述主剂含有酒石酸的情况下，所述酒石酸在主剂中的浓度为0.3?1.5mol/L;在所述主剂含有柠檬酸的情况下，所述柠檬酸在主剂中的浓度为0.5?1.5moVL;在所述辅剂含有茶皂素的情况下，所述茶皂素在辅剂中的质量分数为3 %?8 % ;在所述辅剂含有皂角苷的情况下，所述皂角苷在辅剂中的质量分数为3 %?8 % ;在所述辅剂含有鼠李糖脂的情况下，所述鼠李糖脂在辅剂中的质量分数为3%?8%。
[0022]需要说明的是，本发明的技术方案所使用的淋洗剂的主剂中，EDDS的含量很低，每升淋洗剂中最多含有0.15mol，并且EDDS对土壤中的微生物影响较小，毒性很低，易被生物降解;酒石酸和柠檬酸均属于天然螯合剂，呈较温和弱酸性，易被生物降解，不会对土壤造成二次污染