鋅是植物生長的必需元素,土壤中鋅含量較低時對植物并沒有危害,甚至起到有益的作用。但隨著土壤中鋅含量的增加,當土壤中鋅元素積累的量超過植物的耐受范圍時,就開始對植物產(chǎn)生傷害,進而通過食物鏈等途徑對人畜造成傷害,鋅污染土壤亟待修復。由于土壤是多介質(zhì)、多界面、多組分的非均一的復雜系統(tǒng),土壤 Zn 污染具滯后性、累積性、難治理和修復周期長等特點,修復 Zn 污染土壤成為世界各國的重要課題。
本發(fā)明的目的在于提供一種有效且環(huán)境風險低的鋅污染
土壤淋洗修復技術方法。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用的技術方案如下 :
在含污染物鋅的土壤上施用 PBTCA,通過其與重金屬鋅的強烈螯合作用淋洗修復鋅污染土壤,從而實現(xiàn)除去土壤中污染物鋅的目的。技術特征在于 :取內(nèi)徑 5 cm、高度 15 cm 的PVC 淋洗柱,在淋洗柱底部打小孔,將濾紙固定在底部,準確稱量 100.00 g 污染土壤裝入柱中,在土柱上端一次性加入土液比為 1:1~1:5,濃度為 1~12 mol/L 的 PBTCA 溶液,待淋洗完畢后,測定淋洗液中重金屬鋅的含量。在淋洗柱底部打的小孔為均勻打 2~16 個小孔。固定在底部濾紙為兩層。污染土壤鋅濃度為 800-1818 mg·kg-1。
實驗證明 PBTCA 是一種可用于鋅污染土壤修復的較理想淋洗劑,與現(xiàn)有技術相比,其具有較強的生物降解性,且淋洗效率較高。本發(fā)明采用 PBTCA 強化修復鋅污染土壤的措施,其方法具有修復效率高、可操作性強、環(huán)境風險低等特點。
具體實施方式
實施例 1。
將采集無污染土樣風干,剔除植物殘體和土塊,過 10 目篩后置干燥處保存。取上述土樣過 40 目篩,在供試土樣中添加一定量的 ZnSO4·7H2O,充分混勻,使人工污染土壤重金屬鋅濃度達到 800 mg·kg-1。
取內(nèi)徑 5 cm、高度 15 cm 的 PVC 淋洗柱。在淋洗柱底部均勻打 16 個小孔,將兩層濾紙固定在底部。準確稱量 100.00 g 人工污染土壤裝入柱中。在土柱上端一次性加入土液比為 1:4,濃度為 1、2、4、6、8、10、12 mol/L 的 PBTCA 溶液。待淋洗完畢后,測定淋洗液中重金屬鋅的含量,各重復處理 3 次。
表 1 PBTCA 濃度對重金屬鋅去除率的影響
淋洗劑濃度(mol/L) CK 1 2 4 6 8 10 12
去除率(%) 7 18 33 53 68 66 62 63
結(jié)果表明,采用土柱淋洗方式,利用 PBTCA 修復人工鋅污染土壤,重金屬 Zn 去除率最大達到 68%。
實施例 2。
取內(nèi)徑 5 cm、高度 15 cm 的 PVC 淋洗柱。在淋洗柱底部均勻打 16 個小孔,將兩層濾紙固定在底部。準確稱量 100.00 g 濃度為 1000 mg·kg-1 人工污染土壤裝入柱中,在土柱上端一次性加入土液比為 1:1~1:5,濃度為 8 mol/L 的 PBTCA 溶液。待淋洗完畢后,測定淋洗液中重金屬鋅的含量,各重復處理 3 次。
表 2 土液比對重金屬鋅去除率的影響
土液比 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5
去除率(%) 22 53 60 66 64
結(jié)果表明,采用土柱淋洗方式,利用 PBTCA 修復人工鋅污染土壤,重金屬 Zn 去除率最大達到 66%。
實施例 3。
取內(nèi)徑5 cm、高度15 cm的PVC淋洗柱。在淋洗柱底部均勻打16、12、8、4、2個小孔(即淋洗時間分別為 30、60、120、180 和 210 min),將兩層濾紙固定在底部。準確稱量 100.00g 濃度為 1500 mg·kg-1 人工污染土壤裝入柱中,在土柱上端一次性加入土液比為 1:4,濃度為 12 mol/L 的 PBTCA 溶液。待淋洗完畢后,測定淋洗液中重金屬鋅的含量,各重復處理 3次。
表 3 淋洗時間對重金屬鋅去除率的影響
淋洗時間(min) 30 60 120 180 210
去除率(%) 41 55 63 71 69
結(jié)果表明,采用土柱淋洗方式,利用 PBTCA 修復人工鋅污染土壤,重金屬 Zn 去除率最大達到 71%。
實施例 4。
利用 2007 年采于沈陽冶煉廠的污染土壤做土柱淋洗實驗,鋅濃度為 1818 mgkg-1。取內(nèi)徑 5 cm、高度 15 cm 的 PVC 淋洗柱。在淋洗柱底部均勻打 16 個小孔,將兩層濾紙固定在底部。準確稱量 100.00 g 沈陽冶煉廠污染土壤裝入柱中,在土柱上端一次性加入土液比為 1:4,濃度為 12 mol/L 的 PBTCA 溶液。待淋洗完畢后,測定淋洗液中重金屬鋅的含量,各重復處理 3 次。
結(jié)果表明,采用土柱淋洗方式,利用 PBTCA 修復沈陽冶煉廠鋅污染土壤,重金屬 Zn去除率最大達到 69%。
從以上 4 個實施例可以看出,無論人工鋅污染土壤,還是沈陽冶煉廠鋅污染土壤,PBTCA 均表現(xiàn)出對土壤鋅的較強淋洗去除能力。因此可以認為 PBTCA 對鋅污染土壤有較強的淋洗修復能力,可用于鋅污染
重金屬土壤淋洗修復。