[00940520]利用鼠李糖脂电动修复重金属污染土壤的方法

土壤是人类赖以生存的物质条件，是社会经济发展最基本的物质基础，也是整个地球生态环境的重要组成部分。近20年来，随着工农业经济的迅猛发展，含重金属的废弃污染物通过各种途径进入土壤，造成土壤严重污染。环境中重金属污染危害已经成为一个全球性的问题。由于中国重金属污染的面积不断增加，污染程度不断加深，导致土壤重金属污染进入集中爆发期，其中，重金属镉和砷具有高毒性，分布广泛的特点，并对人体和动植物生长发育具有严重危害。土壤重金属镉和砷污染主要来自电镀厂、染料行业、矿冶过程、电池生产、制革、影片制造及汽车制造等部门。重金属镉和砷污染土壤在土壤中分别以阳、阴离子形式存在，化学行为迥异，二者在土壤中的复合污染修复研究报道也甚少，对民众的健康和社会的稳定构成了一定的威胁。因此，找到一种快速、可行的修复技术迫在眉睫。电动修复是一种新型的重金属修复污染土壤的方法，其具有独特的优点。可进行原位修复，即可对重金属进行固化/稳定化处理，也可从土壤基质中去除重金属，不仅修复的目标污染物广泛，修复周期较短，操作简单，安装方便，修复彻底，且成本也相对较低等优点，因此，具有其他污染土壤修复技术不可替代的优势。考虑到重金属的移出，将可渗透反应墙植入，通过添加吸附剂，重金属离子在电场的作用下迁移至吸附剂中，待吸附饱和后将将重金属移出。该项目采用“一种利用鼠李糖脂电动修复重金属As污染土壤的方法”对重金属污染土壤进行修复。在增加重金属离子迁移性的活性溶剂的选择上，采用鼠李糖脂这种生物修复剂，无毒无害，可以实现对土壤重金属离子的活化。其操作步骤为：配置鼠李糖脂水溶液：采用去离子水、鼠李糖脂和pH调节剂充分溶解制成鼠李糖脂水溶液备用；As污染土壤的处理：将去离子水均匀喷洒在As污染土，使土壤的含水率保持在27%～33%；制备可渗透墙：采用粉煤灰陶粒和细沙混合均匀，装入封口袋制成可渗透反应墙备用；电动修复As污染土壤：在As污染土壤处理地块设置阳电解池和阳石墨电极一个，阴电解池和石墨电极一个以上，阳电解池和阴电解池的石墨电极与设置有万用表的稳压直流电源连接，在接近阳电解池的污染土壤中设置可渗透反应墙，在需处理的Cd污染土壤与阴、阳两个电解池之间设置滤布，阴电解池内加入鼠李糖脂溶液，阳电解池内加入去离子水，接通电源对As污染土壤进行电动修复。以上所述的鼠李糖脂购自湖州紫金生物科技有限公司产品或市售鼠李糖脂产品，使用浓度为0.5～4g/L。以上所述的pH调节剂包括能溶于水发生完全电离的盐酸、硝酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡。以上所述的粉煤灰陶粒购自中国科陶轻建粉煤灰陶粒技术研究院，其成份主要为49.26%SiO<,2>，36.56%Al<,2>O<,3>，7.98% Fe<,2>O<,3>和CaO，粒径为0.5-1mm范围之内，或者市售的粉煤灰陶粒。以上所述的可渗透反应墙的粉煤灰陶粒和细沙重量比例为3～5:10。以上所述的阴阳两个电解池池体长：宽：高比例为8：8：1，阳极电解池过水口设置滤布，阴极电解池采用陶瓷材料。以上所述的处理地块阳电解池和阴电解池的设置为线形、三角形、Y形、方形和棱形。以上所述的封口袋包括编织袋和布袋。以上所述的滤布包括过滤布、过滤纸、编织袋、挡阳网和化纤布。该发明的优点和积极效果：该发明是一种利用鼠李糖脂电动修复重金属As污染土壤的方法，在电场作用下由阴极迁移至As污染土壤的鼠李糖脂水溶液，改变了As污染土壤的表面结构。已有技术的酸性鼠李糖脂溶液，对重金属As的去除率很低，最高只有9%。该发明选用的碱性的鼠李糖脂溶液，能将重金属As的去除率提升至28.53%。该发明选用的粉煤灰陶粒作为可渗透反应墙的吸附剂，重金属As总去除率约为40%，其中可渗透反应墙的对去除率的贡献比接近90%，证明了电动修复+可渗透反应墙可提升重金属As去除率。该发明方法操作条件简单、易于实施、应用范围广、成本低、效率高，对重金属As污染土壤的修复具有较好的社会效益和生态效益。在下一步工作中，课题组准备进一步加强电极改善研究，改善能量利用效率，同时，实现土壤修复的自控，实现处理工艺控制自动化。