地区：上海市 宝山区
关键词：广西大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000005723
成果描述：
| 土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重。土壤重金属污染物主要以铅、汞、铬、砷、镉、镍及其化合物为主，土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解的特点，并可通过水、植物等介质经人的消化道摄入、呼吸道吸入、皮肤吸收等进入人体。重金属污染物进入人体后，砷会使皮肤色素沉着，导致异常角质化；镉会导致高血压，引起心脑血管疾病，破坏骨钙，引起肾功能失调。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土壤的面积不断增加，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，并对人和动植物的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，尽管添加溶剂已经成为提高重金属污染土壤电动修复效率的有效措施。近年来，许多科学家的研究发现某些添加剂虽然能有效的提高电动修复的效率。如采用EGTA螯合剂作为阴阳两极添加剂电动去除重金属Cd23d后，其去除率高达95%。但是，当处理时间为7d时，重金属Cd在阴极附近出现了富集，富集倍数为2.4左右，大量使用很可能会给土壤带来二次污染。生物修复技术是环境领域近年发展起来的处理重金属污染废水的新技术，鼠李糖脂是一种较优的电动修复添加剂，但尚未在Cd污染土壤中应用。该发明主要针对土壤重金属镉污染的修复现有技术存在的不足，提供一种操作条件简单、易于实施、应用范围广、成本低、效率高的一种重金属Cd污染土壤的处理方法。其方法是在一定距离内设置阳电解池和阴电解池，每个电解池配置石墨电极并与稳压直流电源以及万用表连接，阴电解池添加鼠李糖脂溶液，阳电解池加入去离子水，在污染物重金属Cd的富集处设置可渗透反应墙，接通电源对Cd污染土壤进行电动修复，操作步骤是：鼠李糖脂水溶液配制：采用去离子水、鼠李糖脂、盐酸和氢氧化钠调节剂充分溶解制成鼠李糖脂水溶液备用；污染土壤处理：将去离子水均匀喷洒在Cd污染土，使土壤的含水率保持在27～33%；反应墙制备：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；污染土壤处理：在Cd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，在需处理的Cd污染土壤与阴、阳两个电解池之间设置滤布，在阴电解池接近阳电解池的污染土壤中设置可渗透反应墙，阴电解池内加入鼠李糖脂溶液，阳电解池内加入适量的去离子水，接通电源对Cd污染土壤进行电动修复。以上所述的鼠李糖脂水溶液浓度为0.5～2.0g/L。以上所述的pH调节剂包括能溶于水发生完全电离的无机酸和无机碱。以上所述的粉煤灰陶粒来自市售的粉煤灰陶粒。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，阳极电解池采用聚氯乙烯材料，阴极电解池采用陶瓷材料。以上所述的滤布和封口袋的材料包括过滤布、过滤纸、编织袋、挡阳网、化纤布和棉布。以上所述的石墨电极直径为0.05米，长为0.06米。以上所述的直流电源电压量程范围为0～120V。该发明的优点和积极效果：该发明是一种重金属Cd污染土壤的处理方法，在电场作用下由阴极迁移至Cd污染土壤的鼠李糖脂水溶液，改变了Cd污染土壤的表面结构。电动修复对重金属Cd有着很好的富集能力，鼠李糖脂浓度为0.5～2g/L，污染土壤在距阳极S3（5/8）处富集倍数均为初始值的4以上；该发明以粉煤灰做为可渗透反应墙的吸附剂，可将重金属Cd在距阳极S3（5/8）处的富集倍数降低约3.63倍，整个土壤重金属Cd总去除率约为40%，其中可渗透反应墙对去除率的贡献比约为90%，证明了电动修复+可渗透反应墙可实现重金属富集到去除的过程。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Cd污染土壤的修复具有较好的社会效益和生态效益。 |
