化学淋洗修复重金属污染土壤研究进展

3.3人工螯合剂

人工螯合剂主要是通过螯合剂的强螯合作用，将重金属从土壤中解吸下来，然后与自身形成稳定的螯合体，从而从土壤中分离出来。目前，常用的人工螯合剂主要有：乙二胺四乙酸（EDTA）、二乙烯三胺五乙酸（DTPA）、[S，S]-乙二胺-N，N-二琥珀酸三鈉盐（EDDS）等。EDTA是研究和使用最广泛的，其在较宽的PH值范围内不仅能够螯合土壤吸附的重金属（特别是Pb、Cd、Cu和Zn），还能溶解不溶性的金属化合物，已被证明为最有效的螯合提取剂。

Andrew等研究发现EDTA是一种强螯合剂，其不仅可重复利用，而且具有一定的生物稳定性。曾敏等通过比较HCl、柠檬酸、EDTA3种萃取剂对污染土壤中Pb、Cd、Zn3种重金属的去除能力发现，随着3种萃取剂浓度的增加，其对3种重金属的去除能力增强，且EDTA对3种重金属的去除能力远远大于其他两种。

可欣等通过室内模拟试验，采用振荡淋洗方法研究了EDTA浓度、PH、淋洗时间对重金属去除的影响，结果表明，EDTA溶液在浓度为0.1mol/L、pH值为7、淋洗时间1d的条件下能达到对污染土壤重金属的最大去除率，去除率分别为Cd89.14%、Pb34.78%、Zn45.14%、Cu14.96%。

近年来，许多学者又研究发现了一些可生物降解的螯合剂如EDDS，这些螯合剂不但具有较好的可生物降解性，而且对重金属的去除效果也较好。

Meers等考察了EDDS对3种土壤进行场地淋洗修复，发现EDDS可除去0.4%～1.9%的Al和Mn、0.41%～0.80%的Mg、0.9%～14%的Fe以及0.14%～0.20%的Ca。54d以后，三种土壤中EDDS可完全降解。Begun等研究用EDDS、GLDA、HIDS、MGDA等人工螯合剂淋洗土壤中重金属Cd、Cu、Ni、Pb、Zn。结果表明，这些螯合剂去除重金属的能力在酸性条件（pH值=4）下较好，碱性条件（pH值=10次之），PH为7时去除能力较弱，但与水相比，仍可去除大量的重金属。

3.4表面活性剂

表面活性剂常用的有化学表面活性剂和生物表面活性剂。它通过改变土壤的表面性质，增强有机配体在水中的溶解性，或是以离子交换来促进金属阳离子或配合物从固相转移到液相。

陈锋探讨了3种常用化学表面活性剂，SDBS、SDS、tween-80对被重金属铬、镉污染了的土壤的修复洗脱作用，实验结果表明，3种表面活性剂对土壤中的铬、镉有明显去除效果，tween-80对污染土壤中镉、铬的去除率分别为37.06%和61.2%。

Mulligan等用鼠李糖脂、沙凡婷和槐糖脂3种生物表面活性剂分别去除沉积物中的Cu、Zn2种重金属，研究表明：0.5%的鼠糖脂可去除65%的Cu和17%的Zn；沙凡婷可去除15%的Cu和6%的Zn；两者均对有机态和氧化态金属表现出好的去除效果；4%的槐糖脂可去除25%的Cu和60%的Zn，对碳酸盐态的重金属表现出良好的去除效果。Hong等研究用皂角苷去除砂土和粘土中的重金属时发现，皂角苷浓度越大，Cd、Pb、Zn和Cu的去除率越高，当浓度为10%时，去除率达到最高值。

化学表面活性剂因其可生物降解性差，故会对环境造成大的危害。而生物表面活性剂由于来源广泛、化学结构多样、易降解、不造成二次污染，在重金属污染土壤的修复研究中逐渐受到人们重视。

3.5复合淋洗剂

在一些条件下，单一的淋洗剂用于土壤污染物淋洗效果差，而不同类型的淋洗剂进行优化复配，可达到协同增溶效应，实现对土壤中污染物最大去除率的强化作用，并节约淋洗剂的使用量。EDTA和柠檬酸是土壤重金属污染洗涤修复中最常用的洗涤剂，研究表明，1∶1为两者最佳复配比，As、Cd、Cu和Pb的洗脱率分别为11.72%、43.39%、24.36%和27.17%。

平安等发现，在酒石酸与皂角素以体积比1∶1混合时，对Cd、Pb和Zn的浸取率最高，分别达到87.62%、36.30%和20.67%，酒石酸与皂素联合浸取效果高于皂角素，略低于酒石酸，但其弱酸性对土壤性质影响小。石福贵等通过盆栽试验，研究鼠李糖和EDDS对黑麦草生长和吸收土壤中重金属Cu、Pb、Cd和Zn的影响，结果显示，同时施加0.4g/kg的EDDS和1g/kg的鼠李糖脂大幅增加了土壤溶液中Cu、Pb、Cd和Zn的浓度，显著增加了黑麦草地上部植株中4种重金属的含量。

不同类型化学淋洗剂对金属去除能力不同，利用其差异进行组合优化，不仅可显著增强淋洗效果，同时又减少淋洗剂对土壤的破坏作用，具有较好的应用前景。

4化学淋洗修复重金属污染土壤存在的问题及展望

化学淋洗技术修复重金属污染土壤效果稳定、彻底、周期短，但同时也存在不足。首先，淋洗修复土壤时需要消耗大量的淋洗剂，不仅产生很高的处理成本，而且会产生大量的淋洗废液，对其处理和回收成为一大问题。其次，淋洗剂在淋出重金属的同时，势必会将土壤中的一部分其他矿物元素洗脱出去，造成土壤中营养元素的流失，导致土壤肥力的下降。

针对化学淋洗技术修复重金属污染土壤存在的问题，提出今后发展方向：

①对已有的淋洗剂复合优化，开发环境友好、可生物降解的淋洗剂，尤其是有机酸和生物表面活性剂等新型淋洗剂。

②着重研究如何回收重金属及处理淋洗废液，以降低修复成本。

③研究化学淋洗技术与植物修复或微生物修復技术的联合使用，优势互补，扩大适用范围。

《绿色科技》作者：周智全，张玉歌，徐欢欢，顾燕

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