鋅是植物生長(zhǎng)的必需元素,土壤中鋅含量較低時(shí)對(duì)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(dāng)土壤中鋅元素積累的量超過植物的耐受范圍時(shí),就開始對(duì)植物產(chǎn)生傷害,進(jìn)而通過食物鏈等途徑對(duì)人畜造成傷害,鋅污染土壤亟待修復(fù)。由于土壤是多介質(zhì)、多界面、多組分的非均一的復(fù)雜系統(tǒng),土壤 Zn 污染具滯后性、累積性、難治理和修復(fù)周期長(zhǎng)等特點(diǎn),修復(fù) Zn 污染土壤成為世界各國(guó)的重要課題。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用的技術(shù)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(qiáng)烈螯合作用淋洗修復(fù)鋅污染土壤,從而實(shí)現(xiàn)除去土壤中污染物鋅的目的。技術(shù)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(zhǔn)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(cè)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(gè)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(shí)驗(yàn)證明 PBTCA 是一種可用于鋅污染土壤修復(fù)的較理想淋洗劑,與現(xiàn)有技術(shù)相比,其具有較強(qiáng)的生物降解性,且淋洗效率較高。本發(fā)明采用 PBTCA 強(qiáng)化修復(fù)鋅污染土壤的措施,其方法具有修復(fù)效率高、可操作性強(qiáng)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)低等特點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例 1。
將采集無(wú)污染土樣風(fēng)干,剔除植物殘?bào)w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(dá)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(gè)小孔,將兩層濾紙固定在底部。準(zhǔn)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(cè)定淋洗液中重金屬鋅的含量,各重復(fù)處理 3 次。
表 1 PBTCA 濃度對(duì)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(fù)人工鋅污染土壤,重金屬 Zn 去除率最大達(dá)到 68%。
實(shí)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(gè)小孔,將兩層濾紙固定在底部。準(zhǔn)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(cè)定淋洗液中重金屬鋅的含量,各重復(fù)處理 3 次。
表 2 土液比對(duì)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(fù)人工鋅污染土壤,重金屬 Zn 去除率最大達(dá)到 66%。
實(shí)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(gè)小孔(即淋洗時(shí)間分別為 30、60、120、180 和 210 min),將兩層濾紙固定在底部。準(zhǔn)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(cè)定淋洗液中重金屬鋅的含量,各重復(fù)處理 3次。
表 3 淋洗時(shí)間對(duì)重金屬鋅去除率的影響
淋洗時(shí)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(fù)人工鋅污染土壤,重金屬 Zn 去除率最大達(dá)到 71%。
實(shí)施例 4。
利用 2007 年采于沈陽(yáng)冶煉廠的污染土壤做土柱淋洗實(shí)驗(yàn),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(gè)小孔,將兩層濾紙固定在底部。準(zhǔn)確稱量 100.00 g 沈陽(yáng)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(cè)定淋洗液中重金屬鋅的含量,各重復(fù)處理 3 次。
結(jié)果表明,采用土柱淋洗方式,利用 PBTCA 修復(fù)沈陽(yáng)冶煉廠鋅污染土壤,重金屬 Zn去除率最大達(dá)到 69%。
從以上 4 個(gè)實(shí)施例可以看出,無(wú)論人工鋅污染土壤,還是沈陽(yáng)冶煉廠鋅污染土壤,PBTCA 均表現(xiàn)出對(duì)土壤鋅的較強(qiáng)淋洗去除能力。因此可以認(rèn)為 PBTCA 對(duì)鋅污染土壤有較強(qiáng)的淋洗修復(fù)能力,可用于鋅污染
重金屬土壤淋洗修復(fù)。