一種利用溫敏聚合物螯合污染土壤中重金屬的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用溫敏聚合物螯合污染土壤中重金屬的方法，其步驟：(1)將一定量污染土壤，添加到溫敏聚合物水溶液進(jìn)行螯合反應(yīng)，自然沉降1小時(shí)，得到含螯合重金屬的溫敏聚合物上清液；(2)上述上清液加熱到40?60℃時(shí)，含螯合重金屬的溫敏聚合物溶液在其相變溫度時(shí)發(fā)生相變，進(jìn)行離心分離，得到螯合重金屬的溫敏聚合物沉降物；(3)向分離后的螯合重金屬的溫敏聚合物中滴加鹽酸，重金屬從溫敏聚合物解析出，得到解析后的溫敏聚合物；(4)先蒸干上述溫敏聚合物,再加入去離子水溶解，冷凍干燥，重新得到溫敏聚合物。該方法利用溫敏聚合物的相變特性，可以非常簡單地分離重金屬，溫敏聚合物可循環(huán)利用，降低成本；該方法操作簡單、易推廣應(yīng)用。
【專利說明】
一種利用溫敏聚合物螯合污染土壤中重金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種利用溫敏聚合物螯合污染土壤中重金屬的方法，屬于污染土壤治理技術(shù)領(lǐng)域。【背景技術(shù)】
[0002]近些年來隨著現(xiàn)代工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，我國面臨的土壤環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻。各種工業(yè)廢水、廢氣、畜禽糞便、化肥農(nóng)藥、污水灌溉等成為土壤重金屬(As、Cd、 Hg、Pb等)主要來源，這使得土壤受到了極其嚴(yán)重的破壞。
[0003]有毒重金屬在土壤污染過程中潛伏期長、不可降解和修復(fù)難度大等，使得重金屬污染的土壤肥力降低，作物產(chǎn)量下降，而且還容易污染地下水并在人體、動(dòng)物體內(nèi)和植物中積累。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國已經(jīng)有2000萬hm2耕地面積遭受不同程度污染(0(1^8、？13、取、211等)， 大約占耕地總面積的20%。目前全國約有1.3X104hm2耕地受到Cd的污染，約有3.2 X104 hm 2的耕地受到汞的污染，另外，還有其它重金屬不同程度的污染土壤，間接的給人類的健康造成了嚴(yán)重的危害。
[0004]目前，對于治理和修復(fù)土壤重金屬污染的方法有很多，其中主要有物理工程措施、 電化學(xué)修復(fù)、化學(xué)措施、生物措施、農(nóng)業(yè)生態(tài)措施等，但處理成本高，投資費(fèi)用高，可能產(chǎn)生二次污染等缺點(diǎn)。目前比較常用的一種方法是采用化學(xué)改良劑修復(fù)和重金屬螯合劑修復(fù)法，重金屬螯合劑修復(fù)法是向土壤固體表面施加重金屬螯合劑，提高土壤中重金屬的有效態(tài)，使之易于流動(dòng)和吸收。EDTA是最常用的一種螯合劑，但價(jià)格貴和不易被降解，限制了它的廣泛運(yùn)用，而且不容易回收利用，EDTA是一種能與重金屬離子形成了穩(wěn)定性很強(qiáng)的絡(luò)合物，影響重金屬的穩(wěn)定性和迀移性，增加了廢水的處理難度和成本。
[0005]溫度響應(yīng)聚合物是智能聚合物中最為重要的類型之一。這類聚合物通常具有一個(gè)最低臨界溶液溫度(LCST)。在該溫度以下，聚合物在水中處于良好的溶解狀態(tài)，當(dāng)溫度升至發(fā)生相轉(zhuǎn)變的溫度(LCST)及以上時(shí)，聚合物鏈和水之間的氫鍵作用被破壞，聚合物鏈開始脫水，隨之產(chǎn)生鏈段塌陷而聚集，相應(yīng)的水溶液也從均相轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷啵以撨^程一般具有可逆性。溫度敏感樹形聚合物結(jié)合了溫敏聚合物對溫度具有響應(yīng)行為的特點(diǎn)以及樹形聚合物非線形構(gòu)造的方式、結(jié)構(gòu)易于調(diào)節(jié)和功能化特征。但是，至今還沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于溫敏聚合物在重金屬污染土壤中具體應(yīng)用方面的報(bào)道。本發(fā)明是利用溫敏聚合物螯合土壤中重金屬； 螯合后，利用溫敏聚合物的相變分離重金屬。應(yīng)用于重金屬污染土壤治理。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種利用溫敏聚合物螯合污染土壤中重金屬的方法，該方法能夠有效地治理重金屬污染的土壤，并能回收利用溫敏聚合物。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種利用溫敏聚合物螯合污染土壤中重金屬的方法，包含如下步驟:(1).稱取一定量污染土壤、一定量溫敏聚合物水溶液，將一定量污染土壤，添加到溫敏聚合物水溶液，升溫到20-40°C下振蕩12小時(shí)，溫敏聚合物與重金屬進(jìn)行螯合反應(yīng)，自然沉降1小時(shí)，得到含螯合重金屬的溫敏聚合物的上清液；(2).螯合反應(yīng)結(jié)束后，將上述上清液加熱溫到40-6(TC時(shí)，含螯合重金屬的溫敏聚合物上清液在其相變溫度時(shí)發(fā)生相變，進(jìn)行離心分離，離心分離的轉(zhuǎn)速為5(KK)rpm-l(KK)〇rpm， 時(shí)間為2-10min，離心后得到螯合重金屬的溫敏聚合物沉降物；(3).向分離后的螯合重金屬的溫敏聚合物中滴加鹽酸，重金屬從溫敏聚合物解析出， 得到解析后的溫敏聚合物；(4).先蒸干上述解析后的溫敏聚合物，再加入去離子水溶解，透析三天后，冷凍干燥， 重新得到溫敏聚合物，該溫敏聚合物能循環(huán)利用。
[0008]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明的方法利用溫敏聚合物時(shí)，重金屬被螯合在溫敏聚合物上，使土壤中重金屬濃度大幅下降，起到修復(fù)土壤的作用;利用溫敏聚合物的相變特性，可以非常簡單地分離重金屬，溫敏聚合物可循環(huán)利用，降低成本;該方法操作簡單、易推廣應(yīng)用?！靖綀D說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的方法中采用的溫敏聚合物的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為實(shí)施例1中制備的溫敏聚合物對重金屬污染土壤中的鎘離子含量比較圖，圖中，縱坐標(biāo)為土壤中鎘的含量，橫坐標(biāo)為受重金屬污染土壤樣品和經(jīng)本發(fā)明溫敏聚合物對重金屬污染土壤處理后土壤樣品?！揪唧w實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。實(shí)施例
[0012]本實(shí)施例中所使用的土壤為上海大學(xué)東區(qū)玉米實(shí)驗(yàn)田土壤，土壤樣品自然風(fēng)干， 過2mm篩后，利用CdCl2水溶液振蕩處理24小時(shí);然后過濾、水洗兩遍，烘干，過2mm篩。所述的一種利用溫敏聚合物螯合污染土壤中重金屬的方法，其步驟如下:(1).稱取lg的污染土壤、10mL濃度為0.05mmol/L的溫敏聚合物溶液，將lg的污染土壤添加到10mL濃度為0.05mmol/L的溫敏聚合物水溶液中，升溫到37°C，振蕩12小時(shí)，溫敏聚合物與重金屬進(jìn)行螯合反應(yīng)，自然沉降1小時(shí)，得到含螯合重金屬的溫敏聚合物的上清液；(2).將上述上清液加熱至45°C，含螯合重金屬的溫敏聚合物上清液在其相變時(shí)進(jìn)行離心分離，離心分離的轉(zhuǎn)速為lOOOOrpm，時(shí)間為lOmin，離心后獲得螯合重金屬的溫敏聚合物沉降物；(3).向分離后的螯合重金屬的溫敏聚合物沉降物中滴加鹽酸，重金屬從溫敏聚合物解析出，得到解析后的溫敏聚合物；(4).先蒸干上述解析后的溫敏聚合物;再加入去離子水溶解，透析三天后，冷凍干燥， 重新得到溫敏聚合物，或轉(zhuǎn)步驟(1)循環(huán)使用。[0〇13]在本實(shí)施例中使用的溫敏聚合物，如圖1所示。
[0014]如圖2所示，從圖2中可以看出，本發(fā)明的實(shí)施例制備的溫敏聚合物的添加到鎘污染土壤中能減少了鎘污染土壤中的鎘離子濃度，達(dá)到修復(fù)土壤的效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用溫敏聚合物螯合污染土壤中重金屬的方法，其特征在于，包含如下步驟: 稱取一定量污染土壤、一定量溫敏聚合物水溶液，將一定量污染土壤，添加到溫敏聚合 物水溶液，升溫到20-40°C下振蕩12小時(shí)，溫敏聚合物與重金屬進(jìn)行螯合反應(yīng)，自然沉降1 小時(shí)，得到含螯合重金屬的溫敏聚合物的上清液；螯合反應(yīng)結(jié)束后，將上述上清液加熱溫到40-60°C時(shí)，含螯合重金屬的溫敏聚合物上清 液在其相變溫度時(shí)發(fā)生相變，進(jìn)行離心分離，離心分離的轉(zhuǎn)速為5000rpm-10000rpm，時(shí)間為 2-10min，離心后得到螯合重金屬的溫敏聚合物沉降物；向分離后的螯合重金屬的溫敏聚合物中滴加鹽酸，重金屬從溫敏聚合物解析出，得到 解析后的溫敏聚合物；先蒸干上述解析后的溫敏聚合物，再加入去離子水溶解，透析三天后，冷凍干燥，重新 得到溫敏聚合物，該溫敏聚合物能循環(huán)利用。
【文檔編號】B09C1/08GK105945062SQ201610406576
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】高旻天, 李文, 鄭琴, 胡佳俊
【申請人】上海大學(xué)