一种用于去除土壤中镉的淋洗液及其制备和使用方法

技术领域

本发明涉及淋洗液领域，尤其是一种用于去除土壤中镉的淋洗液及其制备和使用方法。

背景技术

我国土壤镉污染问题十分严重，据《全国土壤污染状况调查公报》统计,我国镉污染土壤点位最高。化学淋洗是一种快速、有效的去除土壤中重金属的方法，常用的淋洗剂一般为酸、螯合剂、表面活性剂等物质，其镉去除率低(一般为50％-70％)，且容易对土壤性质造成破坏。

有研究表明，酸藤果和松树等植物叶片汁液的酸度较高,具有活化土壤重金属的潜力,但尚未有植物提取液作为重金属污染土壤淋洗液的报道。伴矿景天、东南景天、香根草，蜈蚣草，鳞苔草和印度芥菜是常见的镉超富集植物，具有很高的镉富集系数和转移系数，被广泛用于通过种植在镉污染土地以减少土壤中的镉。镉超富集植物的超富集能力是由于其细胞质膜、茎、叶、细胞壁以及根系分泌物中分布着丰富的离子转运蛋白；其茎、叶细胞壁果胶富含羧基，能有效络合镉；其根系分泌物由有机酸、氨基酸、碳水化合物、脂肪酸、胺类、脂类、醇类等155种代谢物组成，其中部分成分已被证实对镉具有活化作用；其内生菌可与镉发生表面吸附、胞外络合、胞外沉淀和微生物积累等作用。然而，植物修复周期长，受气候、土壤性质的影响大，而且无法用于重度污染土壤。尚未有镉超富集植物提取液作为镉污染土壤淋洗液的研究。主要原因是目前没有相应的提取技术，无法准确提取植物中的转运蛋白、天然螯合剂、天然活化剂及其内生菌。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于去除土壤中镉的淋洗液及其制备和使用方法，解决现有的淋洗液镉去除率低且易对土壤性质造成破坏的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于去除土壤中镉的淋洗液，所述淋洗液包含镉超富集植物的细胞质膜、茎、叶、细胞壁、根系分泌物中的离子转运蛋白，镉超富集植物中的天然螯合剂以及可交换阳离子。

进一步地，所述镉超富集植物为伴矿景天、东南景天、香根草，蜈蚣草，鳞苔草和印度芥菜中的任意一种或多种。

本发明还公开了一种用于去除土壤中镉的淋洗液的制备方法，包括以下步骤：

S1：将未清洗的新鲜镉超富集植物整株磨碎，用NaCl溶液浸泡并搅拌；

S2：在溶液中加入离子液体1-己基-3-甲基咪唑氯盐，静置或离心使其形

成双水相后，取上层溶液，即得淋洗液原液；

S3：将淋洗液原液稀释后即得淋洗液。

进一步地，所述步骤S1中的NaCl溶液的浓度为1％～3％。

进一步地，所述步骤S1中搅拌时间为24小时。

进一步地，所述步骤S2中离子液体1-己基-3-甲基咪唑氯盐的浓度为8％-10％。

进一步地，所述步骤S2中搅拌时间为24小时。

本发明还公开了一种用于去除土壤中镉的淋洗液的使用方法，将淋洗液与镉污染土壤混合，搅拌，固液分离，即完成土壤淋洗。

进一步地，所述淋洗液与镉污染土壤以10:1混合。

进一步地，所述淋洗液与镉污染土壤的搅拌时间为24小时。

本发明具有如下有益效果：

在本发明专利中，采用未清洗的、新鲜的、整株镉超富集植物为原料，使用离子液体双水相萃取法进行浸提，其浸提液中含有细胞质膜、茎、叶、细胞壁以及根系分泌物中的离子转运蛋白、天然螯合剂、可交换阳离子等多种活性成分，因此对镉具有较高的去除率，镉去除率能够达到87％，远高于1M盐酸等常规淋洗剂的镉去除率。

本发明专利的淋洗液纯天然、低成本、对土壤性质影响基本无影响。

附图说明

图1为本发明的淋洗液制备方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，按照以下步骤制备淋洗液：

1、将未清洗的新鲜伴矿景天整株磨碎，用1％-3％的NaCl溶液浸泡并搅拌24小时；

2、在溶液中加入8％-10％离子液体1-己基-3-甲基咪唑氯盐，搅拌24小时后，静置或离心使其形成双水相后，取上层溶液，即为淋洗液原液；

3、将淋洗液原液稀释后即得淋洗液。

离子液体双水相萃取法萃取具有条件温和、操作简单的优点。以NaCl为双水相体系的溶质之一，即可增加活性成分的浸出率，还可以有效保持耐镉内生菌的结构和一定的活性。以成相能力适中的离子液体1-己基-3-甲基咪唑氯盐为溶质二，既可减少NaCl的浓度以最大程度不破坏耐镉内生菌，又不会因为离子液体阳离子的亲脂性过强而造成毒性作用。两种溶质的阴离子都为氯离子，在作为淋洗液时，可与镉离子络合，进一步提高去除率。

使用时，将淋洗液与镉污染土壤以10:1混合，搅拌48小时，固液分离，即完成土壤淋洗。

在本发明专利中，采用未清洗的、新鲜的、整株镉超富集植物为原料，使用离子液体双水相萃取法进行浸提，其浸提液中含有细胞质膜、茎、叶、细胞壁以及根系分泌物中的离子转运蛋白、天然螯合剂、可交换阳离子等多种活性成分，因此对镉具有较高的去除率，镉去除率能够达到87％，远高于1M盐酸等常规淋洗剂的镉去除率。

本发明专利的淋洗液纯天然、低成本、对土壤性质影响基本无影响。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。