用于去除汞的土壤淋洗组合物及其应用以及修复土壤的方法与流程

1.本发明涉及重金属污染土壤修复领域，具体地，涉及用于去除汞的土壤淋洗组合物及其应用以及修复土壤的方法。


背景技术：

2.随着工业的迅速发展，重金属土壤污染不断加重，土地资源遭到破坏，严重阻碍社会发展进程。相应的土壤修复技术应运而生，大致可分为三类：物理修复、化学修复和生物修复。物理修复除了传统的客土、排土、换土等方法，还有电动力学法，电热修复、玻璃化技术以及冰冻土壤技术等；化学修复是据土壤性质以及重金属类型，选取合适的化学修复剂，利用解吸活化、氧化还原、螯合溶解等作用，去除土壤中重金属；生物修复是利用植物或微生物重金属吸收、固定、提取等作用进行土壤修复。
3.相对于稳定化和固定化等方法修复技术，土壤淋洗法不仅处理效率高，且能从根本上除去土壤中的重金属，以彻底消除重金属潜在威胁。淋洗法的核心问题是淋洗剂的选择，因此，开发一种绿色又高效的淋洗剂至关重要。
4.cn107365585a公开了一种环境友好型镉金属污染土壤淋洗剂及其制备方法。该发明包括以下步骤：配制质量浓度1％-5％的天然螯合剂10-30份，质量浓度0.5％-5％的生物表面活性剂20-40份以及ph调整剂0.1-1份，混合均匀后稀释至100份得到镉金属污染土壤淋洗剂。虽然该淋洗剂易降解，无二次污染，但是淋洗剂对重金属的去除效率有待提高。
5.cn102976577a公开了一种去除沉淀污泥中重金属的复合淋洗剂。该淋洗剂的主要成分为：a剂十二烷基苯磺酸钠，b剂tritonx-100，c剂是生物表面活性剂的乙醇溶液，其质量比a剂：b剂＝1:10-1:15，且c剂为复合淋洗剂质量的0.5％-1％。其公开的复合淋洗剂能有效去除城市水处理产生的沉淀污泥中的重金属，但用于一般土壤的淋洗，缺乏对土壤的溶解和分散作用，难以达到土壤中重金属的去除目的。
6.对于汞污染，现有技术一般的淋洗剂难以发挥好的作用，需要针对汞的去除进行研究。


技术实现要素：

7.本发明的目的是为了克服现有技术存在的重金属土壤淋洗剂对汞的处理效率低的问题，提供一种用于去除汞的土壤淋洗组合物及其应用以及修复土壤的方法。采用本发明提供的用于去除汞的土壤淋洗组合物，不但成分环保，且对汞的去除效率高。
8.本发明第一方面提供一种用于去除汞的土壤淋洗组合物，该组合物包括半胱氨酸和生物表面活性剂；其中，所述半胱氨酸和生物表面活性剂的质量比为(0.3-8)：10。
9.本发明第二方面提供上述用于去除汞的土壤淋洗组合物在修复汞污染土壤中的应用。将本发明提供的土壤淋洗组合物用于修复汞污染土壤时，更有利于提高汞的脱除效率，且环境友好。
10.本发明第三方面提供一种修复土壤的方法，该方法包括：采用本发明提供的用于
去除汞的土壤淋洗组合物对待修复汞污染土壤进行修复。
11.优选地，该方法包括：采用含有用于去除汞的土壤淋洗组合物的淋洗剂对待修复汞污染土壤进行淋洗。
12.半胱氨酸是一种含有巯基的天然氨基酸，能对汞有很强络合能力，形成硫醇盐；生物表面活性剂可以帮助硫醇盐从土壤中进入液相流出。将二者配合使用能够高效修复汞污染土壤。采用本发明的土壤淋洗组合物对汞的去除效率高。
具体实施方式
13.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
14.本发明第一方面提供一种用于去除汞的土壤淋洗组合物，该组合物包括：半胱氨酸和生物表面活性剂；
15.其中，所述半胱氨酸和生物表面活性剂的质量比为(0.3-8)：10。
16.优选地，所述半胱氨酸和生物表面活性剂的质量比为(1-8)：10，优选为(4-5)：10。即基于10重量份的生物表面活性剂，半胱氨酸的含量优选为1-8重量份，例如，1重量份、4重量份、8重量份，以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值。基于10重量份的生物表面活性剂，半胱氨酸的含量更优选为4-5重量份，例如，4重量份、4.3重量份、4.7重量份、5重量份，以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值。采用本发明优选的半胱氨酸和生物表面活性剂的质量比更有利于提高汞的去除效率。
17.本发明对所述生物表面活性剂优选选自槐糖脂、鼠李糖脂、海藻糖脂、伊枯草菌素和芬荠素中的一种或多种。
18.本发明提供的用于去除汞的土壤淋洗组合物，不含有会破坏土壤环境的组分，因此，在用于土壤修复时，不会造成二次污染。本发明提供的用于去除汞的土壤淋洗组合物相较于现有技术，土壤淋洗效率有明显提高，且本发明提供的组合物能克服低渗透性土壤淋洗困难的问题，对粉土和黏土均有效。从而解决了现有技术存在的汞污染土壤淋洗剂的处理效率与环境友好两者不能兼顾的问题以及低渗透性土壤淋洗困难的问题。
19.本发明第二方面提供上述的用于去除汞的土壤淋洗组合物在修复汞污染土壤中的应用。本发明提供的用于去除汞的土壤淋洗组合物特别适用于对汞污染的土壤进行修复。
20.根据本发明，所述土壤为本领域公知含义上的土壤，是矿物质、有机质、活的有机体以及水分和空气等的混合体。
21.根据本发明，所述汞污染土壤是指被汞污染后的土壤。汞污染土壤中含有汞，对土壤中汞的含量没有特别的限定，例如汞污染土壤中汞含量可以为建设用地管制值的数倍。
22.本发明第三方面提供一种修复土壤的方法，该方法包括：使用本发明提供的用于去除汞的土壤淋洗组合物对待修复汞污染土壤进行修复。
23.本发明的发明人在此需要说明的是，采用本发明提供的土壤淋洗组合物对待修复汞污染土壤进行修复时，所述用于去除汞的土壤淋洗组合物中的各组分须配比在一起一同
加入到待修复土壤中。
24.根据本发明的一种具体实施方式，该方法包括：采用含有用于去除汞的土壤淋洗组合物的淋洗剂对待修复汞污染土壤进行淋洗。
25.根据本发明提供的修复土壤的方法，优选地，所述淋洗剂中，用于去除汞的土壤淋洗组合物的浓度为2-3.6重量％，进一步优选为2.8-3重量％，例如，2.8重量％、2.9重量％、3重量％，以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值。所述淋洗剂的溶剂可以为水。
26.根据本发明提供的修复土壤的方法，优选地，所述淋洗剂与待修复汞污染土壤的重量比(2-10)：1，优选为(5-6)：1。例如，5:1、5.2:1、5.4:1、5.6:1、5.8:1、6:1，以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值。
27.根据本发明提供的修复土壤的方法，优选地，淋洗速率为1-3ml/min，优选为1.8-2.2ml/min。本发明对所述淋洗的具体操作没有特别的限定，可以按照本领域常规技术手段进行。本发明在此不再赘述。
28.根据本发明的一种具体实施方式，所述待修复汞污染土壤中含有汞。本发明提供的方法特别适用于汞元素的脱除。
29.以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
30.土壤中汞含量通过原子荧光分析方法测得。
31.半胱氨酸购自山东滨州慧科环糊精技术有限公司；
32.鼠李糖脂、槐糖脂、海藻糖脂和伊枯草菌素购自西安博联特化工有限公司；芬荠素购自生物科技有限公司。
33.实施例1
34.污染土壤取自河北某工厂的粉土，除去碎石杂物，烘干，过50目筛，得到待修复汞污染土壤，含汞133mg/kg。
35.用于去除汞的土壤淋洗组合物的组成和各组分含量如表1所示，其中，所述半胱氨酸和生物表面活性剂的质量比为2：5。
36.将用于去除汞的土壤淋洗组合物加水溶解并稀释至1600g，得到复合淋洗剂。取250g上述待修复汞污染土壤土样填充淋洗柱，淋洗速率为1.8ml/min，采用1250g复合淋洗剂对待修复汞污染土壤进行淋洗，淋洗完成后取土样烘干，消解并测得汞含量。汞去除率列于表2。
37.实施例2
38.污染土壤取自河北某工厂的粉土，除去碎石杂物，烘干，过50目筛，得到待修复汞污染土壤，含汞133mg/kg。
39.用于去除汞的土壤淋洗组合物的组成和各组分含量如表1所示，其中，所述半胱氨酸和生物表面活性剂的质量比为4.5：10。
40.将用于去除汞的土壤淋洗组合物加水溶解并稀释至1600g，得到复合淋洗剂。取250g上述待修复汞污染土壤土样填充淋洗柱，淋洗速率为2ml/min，采用1300g复合淋洗剂对待修复汞污染土壤进行淋洗，淋洗完成后取土样烘干，消解并测得汞含量。汞去除率列于表2。
41.实施例3
42.污染土壤取自河北某工厂的粉土，除去碎石杂物，烘干，过50目筛，得到待修复汞污染土壤，含汞133mg/kg。
43.用于去除汞的土壤淋洗组合物的组成和各组分含量如表1所示，其中，所述半胱氨酸和生物表面活性剂的质量比为1：2。
44.将用于去除汞的土壤淋洗组合物加水溶解并稀释至1600g，得到复合淋洗剂。取250g上述待修复汞污染土壤土样填充淋洗柱，淋洗速率为1.9ml/min，采用1350g复合淋洗剂对待修复汞污染土壤进行淋洗，淋洗完成后取土样烘干，消解并测得汞含量。汞去除率列于表2。
45.实施例4
46.污染土壤取自河北某工厂的粉土，除去碎石杂物，烘干，过50目筛，得到待修复汞污染土壤，含汞133mg/kg。
47.用于去除汞的土壤淋洗组合物的组成和各组分含量如表1所示，其中，所述半胱氨酸和生物表面活性剂的质量比为15:32。
48.将用于去除汞的土壤淋洗组合物加水溶解并稀释至1600g，得到复合淋洗剂。取250g上述待修复汞污染土壤土样填充淋洗柱，淋洗速率为2.1ml/min，采用1400g复合淋洗剂对待修复汞污染土壤进行淋洗，淋洗完成后取土样烘干，消解并测得汞含量。汞去除率列于表2。
49.实施例5
50.污染土壤取自河北某工厂的粉土，除去碎石杂物，烘干，过50目筛，得到待修复汞污染土壤，含汞133mg/kg。
51.用于去除汞的土壤淋洗组合物的组成和各组分含量如表1所示，其中，所述半胱氨酸和生物表面活性剂的质量比为1:2。
52.将用于去除汞的土壤淋洗组合物加水溶解并稀释至1600g，得到复合淋洗剂。取250g上述待修复汞污染土壤土样填充淋洗柱，淋洗速率为2.2ml/min，采用1500g复合淋洗剂对待修复汞污染土壤进行淋洗，淋洗完成后取土样烘干，消解并测得汞含量。汞去除率列于表2。
53.实施例6
54.污染土壤取自河北某工厂的粉土，除去碎石杂物，烘干，过50目筛，得到待修复汞污染土壤，含汞133mg/kg。
55.用于去除汞的土壤淋洗组合物的组成和各组分含量如表1所示，其中，所述半胱氨酸和生物表面活性剂的质量比为1:32。
56.将用于去除汞的土壤淋洗组合物加水溶解并稀释至1600g，得到复合淋洗剂。取250g上述待修复汞污染土壤土样填充淋洗柱，淋洗速率为2ml/min，采用1500g复合淋洗剂对待修复汞污染土壤进行淋洗，淋洗完成后取土样烘干，消解并测得汞含量。汞去除率列于表2。
57.实施例7
58.污染土壤取自河北某工厂的粉土，除去碎石杂物，烘干，过50目筛，得到待修复汞污染土壤，含汞133mg/kg。
59.用于去除汞的土壤淋洗组合物的组成和各组分含量如表1所示，其中，所述半胱氨
酸和生物表面活性剂的质量比为1:4。
60.将用于去除汞的土壤淋洗组合物加水溶解并稀释至1600g，得到复合淋洗剂。取250g上述待修复汞污染土壤土样填充淋洗柱，淋洗速率为2.2ml/min，采用1400g复合淋洗剂对待修复汞污染土壤进行淋洗，淋洗完成后取土样烘干，消解并测得汞含量。汞去除率列于表2。
61.对比例1
62.污染土壤取自河北某工厂的粉土，除去碎石杂物，烘干，过50目筛，得到待修复汞污染土壤，含汞133mg/kg。
63.用于去除汞的土壤淋洗剂的组成和各组分含量如表1所示，仅用半胱氨酸。
64.将用于去除汞的土壤淋洗剂加水溶解并稀释至1600g，得到淋洗剂。取250g上述待修复汞污染土壤土样填充淋洗柱，淋洗速率为2ml/min，采用1500g淋洗剂对待修复汞污染土壤进行淋洗，淋洗完成后取土样烘干，消解并测得汞含量。汞去除率列于表2。
65.对比例2
66.污染土壤取自河北某工厂的粉土，除去碎石杂物，烘干，过50目筛，得到待修复汞污染土壤，含汞133mg/kg。
67.用于去除汞的土壤淋洗剂的组成和各组分含量如表1所示，仅用生物表面活性剂。
68.将用于去除汞的土壤淋洗剂加水溶解并稀释至1600g，得到淋洗剂。取250g上述待修复汞污染土壤土样填充淋洗柱，淋洗速率为2ml/min，采用1500g淋洗剂对待修复汞污染土壤进行淋洗，淋洗完成后取土样烘干，消解并测得汞含量。汞去除率列于表2。
69.表1
[0070][0071]
通过表2的结果可以看出，采用本发明提供的用于去除汞的土壤淋洗组合物，对汞的去除效率高。另外，本发明提供的用于去除汞的土壤淋洗组合物中的组分环保，采用本发
明提供的用于去除汞的土壤淋洗组合物能够克服现有技术存在的汞污染土壤淋洗剂的处理效率与环境友好两者不能兼顾的问题。
[0072]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。