張豐如，潘巧敏，楊鴻凱，鐘林君，溫丙奎

(嘉應(yīng)學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境學(xué)院，廣東 梅州 514015)

重金屬進(jìn)入土壤容易發(fā)生積累，當(dāng)重金屬濃度超過(guò)土壤容納限度時(shí)，就會(huì)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、生態(tài)環(huán)境造成破壞，進(jìn)入人體后會(huì)使得人體健康受損[1-2]。隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)型和城市化進(jìn)程加快，政府和人民對(duì)土地重金屬污染的問(wèn)題越來(lái)越重視[3-4]。

本文選取EDTA作為淋洗劑，通過(guò)改變淋洗劑濃度、溶液pH值、固液比和淋洗時(shí)間，研究淋洗劑對(duì)重金屬Cd污染土壤的淋洗效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明EDTA淋洗劑最佳實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)土壤中重金屬Cd的去除率可達(dá)到99.2%。

1 儀器和試劑

1.1 儀器

超純水機(jī)、pH計(jì)、瑪瑙研缽器、電子天平、恒溫振蕩器等。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

本實(shí)驗(yàn)所用的土壤取自梅州市豐順縣培英電鍍廠附近的耕地土壤。土樣經(jīng)室內(nèi)風(fēng)干、粉碎，并過(guò) 2 mm方孔篩后，陰涼貯存以備用。取自然風(fēng)干土樣，用瑪瑙研缽碾磨，過(guò)0.075mm篩后用于重金屬全量分析，土壤pH值采用酸度法測(cè)定，有機(jī)質(zhì)含量用燒失量法測(cè)定，所測(cè)土壤的基本理化性質(zhì)及重金屬含量如表1所示[4-5]。

表1 土壤的基本理化性質(zhì)與重金屬本底值

1.3 試劑

超純水；乙二胺四乙酸(EDTA)、草酸、酒石酸；氫氧化鈉、硝酸、鹽酸、硫化鈉等均為分析純。

2 實(shí)驗(yàn)方法

設(shè)置淋洗劑濃度、溶液pH值、固液比和淋洗時(shí)間4個(gè)單因素，共設(shè)置4組試驗(yàn)，其中淋洗劑濃度、溶液pH值和固液比3組試驗(yàn)中淋洗時(shí)間設(shè)置為24 h。第一組自變量為淋洗濃度，設(shè)置5個(gè)梯度(10,25,50,75,100 mmol/L)，固液比為1∶10，并調(diào)節(jié)pH值為3；第二組自變量為溶液pH值，設(shè)置五個(gè)梯度(3.0,3.5,4.0、4.5,5.0)，固液比為1∶10，淋洗濃度為10 mmol/L；第三組變量為淋洗時(shí)間，設(shè)置5個(gè)梯度(2，4，8，12，4 h)，固液比為1∶10，調(diào)節(jié)pH值為3；第四組自變量為固液比，設(shè)置5個(gè)梯度(1∶5,1∶10,1∶15,1∶20,1∶25)，淋洗濃度為10 mmol/L調(diào)節(jié)pH值為3。

以上單因素實(shí)驗(yàn)分別稱取2g土樣分別置于一系列50mL離心管中，在振蕩器上以200r /min恒溫( 25℃) 振蕩，所得樣品以3000r/min離心20min，取上清液，用0.45μm濾膜分離提取液，測(cè)定濾液中重金屬Cd的含量，每組均采用3個(gè)平行樣，結(jié)果取平均值[1]。

3 結(jié)果與討論

3.1 單因素篩選結(jié)果

EDTA淋洗的單因素篩選結(jié)果如表2所示。

表2 重金屬Cd在EDTA淋洗的單因素篩選實(shí)驗(yàn)去除率

由表2可得，EDTA溶液對(duì)實(shí)驗(yàn)土壤中的四種重金屬均具有一定去除效果。根據(jù)中國(guó)《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 15618-2018)可知，若要該試樣土壤金屬Cd的含量及格，去除率至少達(dá)97.10%。

當(dāng)EDTA濃度為0.025 mol/L時(shí)，重金屬Cd的去除率滿足上述條件，因此選取0.025 mol/L為最佳的淋洗濃度。

隨著pH值的變化，金屬Cd在pH值為4.0時(shí)，出現(xiàn)最大值，為98.62%，而且僅當(dāng)pH值為4.0時(shí)，重金屬Cd的去除率均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因此選取pH值=4.0為EDTA最佳的淋洗pH值。

在不同淋洗時(shí)間下，EDTA淋洗重金屬Cd的去除率在2 h時(shí)出現(xiàn)最大值，為97.69%，滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因此選取2 h為EDTA的最佳淋洗時(shí)間。

重金屬Cd的去 除率隨著固液比的增大而減小，即當(dāng)固液比為1∶5時(shí)去除率出現(xiàn)最大值，為98.82%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因此選取1∶5為EDTA淋洗劑的最佳固液比。

3.2 最佳實(shí)驗(yàn)條件淋洗結(jié)果

EDTA在濃度為0.025 mol/L，pH值=4.0，淋洗時(shí)間為2 h，固液比為1∶5的最佳條件下對(duì)重金屬Cd土壤進(jìn)行淋洗，結(jié)果如表3所示。

表3 最佳條件下淋洗劑對(duì)土壤中重金屬Cd的去除率

4 結(jié)論

(1)本文選取EDTA作為淋洗劑，研究結(jié)果表明其對(duì)重金屬Cd污染土壤具有較好的淋洗效果。

(2)EDTA在濃度為0.025 mol/L，pH值=4.0，淋洗時(shí)間為2 h，固液比為1∶5的最佳條件下對(duì)重金屬Cd土壤進(jìn)行淋洗，Cd去除率可到99.2%。