铅锌污染土壤的淋洗修复技术方法

  　　锌是植物生长的必需元素，土壤中锌含量较低时对植物并没有危害，甚至起到有益的作用。但随着土壤中锌含量的增加，当土壤中锌元素积累的量超过植物的耐受范围时，就开始对植物产生伤害，进而通过食物链等途径对人畜造成伤害，锌污染土壤亟待修复。由于土壤是多介质、多界面、多组分的非均一的复杂系统，土壤 Zn 污染具滞后性、累积性、难治理和修复周期长等特点，修复 Zn 污染土壤成为世界各国的重要课题。

  　　本发明的目的在于提供一种有效且环境风险低的锌污染土壤淋洗修复技术方法。

  　　为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下 ：

  　　在含污染物锌的土壤上施用 PBTCA，通过其与重金属锌的强烈螯合作用淋洗修复锌污染土壤，从而实现除去土壤中污染物锌的目的。技术特征在于 ：取内径 5 cm、高度 15 cm 的PVC 淋洗柱，在淋洗柱底部打小孔，将滤纸固定在底部，准确称量 100.00 g 污染土壤装入柱中，在土柱上端一次性加入土液比为 1:1~1:5，浓度为 1~12 mol/L 的 PBTCA 溶液，待淋洗完毕后，测定淋洗液中重金属锌的含量。在淋洗柱底部打的小孔为均匀打 2~16 个小孔。固定在底部滤纸为两层。污染土壤锌浓度为 800-1818 mg·kg-1。

  　　实验证明 PBTCA 是一种可用于锌污染土壤修复的较理想淋洗剂，与现有技术相比，其具有较强的生物降解性，且淋洗效率较高。本发明采用 PBTCA 强化修复锌污染土壤的措施，其方法具有修复效率高、可操作性强、环境风险低等特点。

  　　具体实施方式

  　　实施例 1。

  　　将采集无污染土样风干，剔除植物残体和土块，过 10 目筛后置干燥处保存。取上述土样过 40 目筛，在供试土样中添加一定量的 ZnSO4·7H2O，充分混匀，使人工污染土壤重金属锌浓度达到 800 mg·kg-1。

  　　取内径 5 cm、高度 15 cm 的 PVC 淋洗柱。在淋洗柱底部均匀打 16 个小孔，将两层滤纸固定在底部。准确称量 100.00 g 人工污染土壤装入柱中。在土柱上端一次性加入土液比为 1:4，浓度为 1、2、4、6、8、10、12 mol/L 的 PBTCA 溶液。待淋洗完毕后，测定淋洗液中重金属锌的含量，各重复处理 3 次。

  　　表 1 PBTCA 浓度对重金属锌去除率的影响

  　　淋洗剂浓度（mol/L） CK 1 2 4 6 8 10 12

  　　去除率（%） 7 18 33 53 68 66 62 63

  　　结果表明，采用土柱淋洗方式，利用 PBTCA 修复人工锌污染土壤，重金属 Zn 去除率最大达到 68%。

  　　实施例 2。

  　　取内径 5 cm、高度 15 cm 的 PVC 淋洗柱。在淋洗柱底部均匀打 16 个小孔，将两层滤纸固定在底部。准确称量 100.00 g 浓度为 1000 mg·kg-1 人工污染土壤装入柱中，在土柱上端一次性加入土液比为 1:1~1:5，浓度为 8 mol/L 的 PBTCA 溶液。待淋洗完毕后，测定淋洗液中重金属锌的含量，各重复处理 3 次。

  　　表 2 土液比对重金属锌去除率的影响

  　　土液比 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5

  　　去除率（%） 22 53 60 66 64

  　　结果表明，采用土柱淋洗方式，利用 PBTCA 修复人工锌污染土壤，重金属 Zn 去除率最大达到 66%。

  　　实施例 3。

  　　取内径5 cm、高度15 cm的PVC淋洗柱。在淋洗柱底部均匀打16、12、8、4、2个小孔（即淋洗时间分别为 30、60、120、180 和 210 min），将两层滤纸固定在底部。准确称量 100.00g 浓度为 1500 mg·kg-1 人工污染土壤装入柱中，在土柱上端一次性加入土液比为 1:4，浓度为 12 mol/L 的 PBTCA 溶液。待淋洗完毕后，测定淋洗液中重金属锌的含量，各重复处理 3次。

  　　表 3 淋洗时间对重金属锌去除率的影响

  　　淋洗时间（min） 30 60 120 180 210

  　　去除率（%） 41 55 63 71 69

  　　结果表明，采用土柱淋洗方式，利用 PBTCA 修复人工锌污染土壤，重金属 Zn 去除率最大达到 71%。

  　　实施例 4。

  　　利用 2007 年采于沈阳冶炼厂的污染土壤做土柱淋洗实验，锌浓度为 1818 mgkg-1。取内径 5 cm、高度 15 cm 的 PVC 淋洗柱。在淋洗柱底部均匀打 16 个小孔，将两层滤纸固定在底部。准确称量 100.00 g 沈阳冶炼厂污染土壤装入柱中，在土柱上端一次性加入土液比为 1:4，浓度为 12 mol/L 的 PBTCA 溶液。待淋洗完毕后，测定淋洗液中重金属锌的含量，各重复处理 3 次。

  　　结果表明，采用土柱淋洗方式，利用 PBTCA 修复沈阳冶炼厂锌污染土壤，重金属 Zn去除率最大达到 69%。

  　　从以上 4 个实施例可以看出，无论人工锌污染土壤，还是沈阳冶炼厂锌污染土壤，PBTCA 均表现出对土壤锌的较强淋洗去除能力。因此可以认为 PBTCA 对锌污染土壤有较强的淋洗修复能力，可用于锌污染重金属土壤淋洗修复。