一种对重金属污染土壤的修复方法与流程

本发明属于重金属污染的土壤修复技术领域，具体是涉及一种对重金属污染土壤的修复方法。该方法主要应用于对Cd、Cu、Pb重金属污染的土壤修复。

背景技术：

土壤是人类生产、生活的重要资源。随着城镇化进程和工业化大生产，土壤污染问题也越来越严重，也渐渐得到相关部门的重视。而重金属污染则是目前土壤污染面积最广、危害最为严重的方面之一；其中重金属Cd、Cu、Pb等重金属污染最为普遍。重金属不但会引起土壤退化，农作物质量和产量的下降，更重要的是重金属最终会进入人体并在人体中积累，进而危害人体健康。就中国而言，数据显示，重污染企业用地、工业废弃地、工业园区以及采矿区等典型区域的重金属含量超标率2014年就已经超过30％了。

土壤修复方法有植物修复、微生物修复和农业生态修复等，但这些修复方法普遍存在治理时间周期长，效果不显著等缺点。而淋洗修复方法，则具有治理周期短和治理效果显著的优点，但其成本比较高。尤其是对于Cd、Cu、Pb等重金属污染，选择治理周期短、治理效果显著而又成本合适的土壤修复方法，是目前需要解决的一个问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种对重金属污染土壤的修复方法。该方法主要应用于对Cd、Cu、Pb重金属污染的土壤修复，其不但简单易操作，周期短治理效果显著；而且溶液易于回收反复利用，成本低廉。

为了达到上述目的，本发明一种对重金属污染土壤的修复方法，主要包括以下步骤：

第一步，对待处理的土壤进行破碎，以便筛分；

第二步，利用筛分装置对被破碎的土壤进行筛分，以让符合孔径的土壤留下修复处理，而不符合孔径的土壤则可以经过再处理后进行筛分；

第三步，配置IDS淋洗剂，所述IDS淋洗剂的浓度在7mmol/L～11mmol/L之间；

第四步，利用IDS淋洗剂对筛分出的土壤进行淋洗；

第五步，压滤，把淋洗后的土壤和废液分离；

第六步，把分离后的废液中的IDS淋洗剂进行回收利用，也把压滤后的土壤进行清洗。该步骤中也可以对用清水清洗后的土壤废液中的淋洗剂再次压滤回收。而对于IDS淋洗剂的回收，可以等重金属沉降后即可将IDS淋洗剂回用。

优选地，所述第二步中筛分装置的孔径为6mm。

优选地，所述第三步中IDS淋洗剂的浓度为10mmol/L。IDS淋洗剂的浓度为7.5mmol/L时，随着其浓度的增加，第四步中的淋洗效果增加比较缓慢；但在IDS淋洗剂的浓度为10mmol/L的情况下，淋洗效果最佳。

优选地，所述第四步中IDS淋洗剂在PH值为酸性的条件下对土壤进行淋洗。IDS淋洗剂在PH值为酸性的条件下对土壤进行淋洗效果比在中性或碱性的情况下效果更为明显。

优选地，所述第四步中的液体与固体的比重在30∶1～50∶1之间。

作为上述方案的进一步改进，所述液体与固体的比重为40∶1。所述液体与固体的比重，即固液比为40∶1的时候，淋洗效果最佳。

优选地，所述第四步中淋洗温度环境为室温。

优选地，所述第四步中淋洗时间在1h～3h之间。在清洗时间上可以根据实际情况的清洗次数适当做出每次清洗时间的调整。

优选地，所述第六步中对IDS淋洗剂进行回收利用的方法为采用Na₂S沉淀的方法。

IDS，即“亚氨基二琥珀酸(Iminodisuccinic acid)”，是一种新型的氨基酸基螯合剂，对过渡金属离子有很强的螯合能力与良好的溶解性。IDS分子式为C₈H₁₁O₈N。其有主要以下优点：(1)IDS对土壤中的重金属阳离子具有较强的螯合能力；(2)IDS在洗脱重金属污染物时不会造成土壤酸化；(3)IDS降解性较好。

本发明中的IDS淋洗剂对重金属Cd、Cu、Pb和Ni等污染的土壤修复效果明显优于其他淋洗剂。IDS对Cu的酸提取、可还原态的去除效果极佳。在应用本发明时，可以根据突然污染的实际情况综合选择修复方法。而在对IDS淋洗剂回收效果进行比较时，可以采用计算洗脱液中重金属的去除量的多少来表达回收效果。

需要补充说明下，IDS淋洗剂对Cd、Cu、Pb三种金属的淋洗效果明显优于草酸和柠檬酸。Na₂S沉淀的方法可以有效地对重金属Cd、Cu、Pb进行去除，而且在PH大于或等于9的条件小去除效果会更好。Na₂S∶IDS为4∶1的条件下，三种金属的去除效果明显优于1∶1的条件。Na₂S母液浓度对重金属的去除效果影响不大，因此在实际场地中可以根据实际情况使用高浓度Na₂S母液来沉降淋洗液的重金属，以便减少清水的使用量。

本发明土壤修复方法主要应用于对Cd、Cu、Pb重金属污染的土壤修复，其不但简单易操作，周期短治理效果显著；而且溶液易于回收反复利用，成本低廉。

附图说明

图1为本发明的土壤修复流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参照图1，本发明实施例中的污染土壤的重金属成分主要为Cd、Cu、Pb，利用本发明“一种对重金属污染土壤的修复方法”对该污染土壤进行修复，主要包括以下步骤：

第一步，对待处理的土壤进行破碎，以便筛分；

第二步，利用孔径为6mm的筛分装置对被破碎的土壤进行筛分，以让符合孔径的土壤留下修复处理，而不符合孔径的土壤则可以经过再处理后进行筛分；

第三步，配置IDS淋洗剂，所述IDS淋洗剂的浓度为10mmol/L；

第四步，在室温环境下，液体与固体的比重为40∶1，利用IDS淋洗剂对筛分出的土壤进行淋洗，淋洗次数为两次，每次1h(即1小时)；

第五步，压滤，把淋洗后的土壤和废液分离；

第六步，把分离后的废液中的IDS淋洗剂进行回收利用，也把压滤后的土壤进行清洗。该步骤中也可以对用清水清洗后的土壤废液中的淋洗剂再次压滤回收。而对于IDS淋洗剂的回收，可以等重金属沉降后即可将IDS淋洗剂回用。

所述第四步中IDS淋洗剂在PH值为酸性的条件下对土壤进行淋洗。所述第六步中对IDS淋洗剂进行回收利用的方法为采用Na₂S沉淀的方法。

IDS，即“亚氨基二琥珀酸(Iminodisuccinic acid)”，是一种新型的氨基酸基螯合剂，对过渡金属离子有很强的螯合能力与良好的溶解性。IDS分子式为C₈H₁₁O₈N。其有主要以下优点：(1)IDS对土壤中的重金属阳离子具有较强的螯合能力；(2)IDS在洗脱重金属污染物时不会造成土壤酸化；(3)IDS降解性较好。

本发明中的IDS淋洗剂对重金属Cd、Cu、Pb等污染的土壤修复效果明显优于其他淋洗剂。IDS对Cu的酸提取、可还原态的去除效果极佳。在应用本发明时，可以根据突然污染的实际情况综合选择修复方法。而在对IDS淋洗剂回收效果进行比较时，可以采用计算洗脱液中重金属的去除量的多少来表达回收效果。

需要补充说明下，IDS淋洗剂对Cd、Cu、Pb三种金属的淋洗效果明显优于草酸和柠檬酸。Na₂S沉淀的方法可以有效地对重金属Cd、Cu、Pb进行去除，而且在PH大于或等于9的条件小去除效果会更好。Na₂S∶IDS为4∶1的条件下，三种金属的去除效果明显优于1∶1的条件。Na₂S母液浓度对重金属的去除效果影响不大，因此在实际场地中可以根据实际情况使用高浓度Na₂S母液来沉降淋洗液的重金属，以便减少清水的使用量。

本发明实施例的土壤修复方法应用于对Cd、Cu、Pb重金属污染的土壤修复；其不但简单易操作，周期短治理效果显著；而且溶液易于回收反复利用，成本低廉。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。