鼠李糖脂—柠檬酸对有机—无机复合污染土壤的同步洗脱研究

近年来,我国由重金属及有机污染物造成的土壤复合污染问题十分严峻,对周边环境生态安全构成威胁,因而亟需对这类土壤进行治理修复。但目前适用于此类复合污染场地土壤的修复技术还相对匮乏。化学淋洗技术是一种高效且相对经济的修复技术,在高浓度有机和重金属污染土壤的修复领域得到较好应用。而目前研究较多的化学淋洗剂所带来的环境风险将日益受到质疑。因此有必要研发针对复合污染土壤修复的环境友好型淋洗剂或组合。此外,生物表面活性剂较高的成本成为其应用的严重阻碍,鼠李糖脂-有机酸组合用于有机物-重金属复合污染土壤的淋洗修复具有显著的环境和经济效益,值得深入研究。本论文选取Y-六六六(benzene hexachloride,林丹)为土壤有机氯农药代表,Pb、Cd为重金属代表,研究内容包括：(1)单独鼠李糖脂对林丹、重金属复合污染土壤的洗脱效果；(2)鼠李糖脂-柠檬酸联合使用对复合污染物的增溶及配合效果研究；(3)柠檬酸-鼠李糖脂联合对土壤中林丹及重金属的同步洗脱效果研究。得到以下主要结论：(1)单独柠檬酸体系中,林丹溶解度随鼠李糖脂浓度及离子强度提高显著增大,但随pH(5.0-10.0)的提高而逐渐降低。鼠李糖脂对Pb的配合能力大于Cd,两种重金属的配合浓度随鼠李糖脂浓度的增加而增加；pH提高对Pb的配合有抑制作用,而对Cd有所促进。单独鼠李糖脂在土壤上的吸附符合线性等温吸附。当鼠李糖脂浓度高5000 mg·L-1时,其对三种污染物的洗脱开始有显著效果,当鼠李糖脂浓度为40000mg·L-1时,其对林丹、Pb以及Cd的去除率分别达到76.9%、18.0%和100%；且pH为7.0时洗脱效果最好。(2)柠檬酸的加入促进了鼠李糖脂对林丹的增溶作用,且促进作用与柠檬酸浓度成正比。0.02及0.1 mol·L-1柠檬酸与1000 mg·L-1鼠李糖脂混合体系相对于单独鼠李糖脂体系的增溶协同作用分别为9.3%及31.8%,体现出较好的协同作用。对于重金属的配合作用,由于单独鼠李糖脂对Pb的增溶能力已较强,故不同浓度柠檬酸对鼠李糖脂配合Pb的影响不明显。当柠檬酸浓度大于0.004 mol·L-1时,明显增加促进了鼠李糖脂与Cd的配合。鼠李糖脂-柠檬酸配合体系对Pb的配合强于Cd。(3)柠檬酸的加入抑制了低浓度鼠李糖脂在土壤上的吸附,而促进高浓度鼠李糖脂在土壤上的吸附。而鼠李糖脂的加入促进了柠檬酸在土壤上的吸附,同时高浓度鼠李糖脂的促进作用强于低浓度鼠李糖脂。此外,洗脱剂的加入有助于土壤有机质的溶出。当20000 mg.L-1鼠李糖脂与0.1 mol·L-1柠檬酸联合使用时,其对林丹、Pb以及Cd的去除率分别达到89.3%,22.7%和71.8%。当鼠李糖脂浓度低于10000 mg·L-1时,柠檬酸与鼠李糖脂的配合使用对复合污染物的去除表现出联合效果。此外,鼠李糖脂-柠檬酸联合使用对不同形态的Pb和Cd去除能力有差异,其中对可交换态重金属去除最为有效。综合来看,5000 mg·L-1与0.5mol·L-1柠檬酸配合使用是效果较好且较为经济的配比组合。