陳勝魯(宿遷市城市規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司, 江蘇 宿遷 223800)
螯合劑的種類繁多,有人工合成的,如EDTA、DTPA和EGTA等;有自然形成的,如NTA、EDDS(可由自然界的微生物Amycolatopsis japonicum sp.Nov.等產(chǎn)生)。下面主要介紹綠色螯合劑EDDS及其在治理環(huán)境污染中的應(yīng)用。
(1)重金屬污染土壤的修復(fù) 利用植物對土壤中重金屬的吸收和富集作用,通過種植物去除受污染土壤中的重金屬。植物修復(fù)技術(shù)可分為植物提取、植物過濾、植物揮發(fā)和植物穩(wěn)定四種類型。植物提取技術(shù)是利用高生物量的重金屬超富集生物對土壤重金屬的吸收和轉(zhuǎn)移作用,使其富集到植物的地上部分,隨后通過收割地上部分和集中處理去除污染[1]。
(2)EDDS在植物修復(fù)中的研究 在王國慶[2]等人的研究中,通過水培試驗研究了紅麻對水培營養(yǎng)液中Cu及Cu-EDDS的吸收和富集效應(yīng)。試驗結(jié)果表明,能源植物紅麻各組織中Cu的富集濃度依次為:根>葉>莖(皮)。掃描電鏡-能譜分析表明,紅麻根系從水培溶液中吸收的Cu主要經(jīng)木質(zhì)部導(dǎo)管向地上部運輸。EDDS處理及Cu/EDDS摩爾比<1時,對紅麻生長無急性植物毒性。紅麻纖維皮層內(nèi)Cu含量低于其他組織內(nèi)的Cu含量,并低于紡織產(chǎn)品Cu含量標(biāo)準(zhǔn)(HJBZ 30-2000)。預(yù)測在Cu污染土壤上種植紅麻,可望實現(xiàn)紅麻纖維的安全生產(chǎn),同時可能實現(xiàn)對輕度Cu污染土壤的植物穩(wěn)定和吸取修復(fù)。
重金屬離子通常會和一些有機物(如苯,甲苯,乙苯,二甲苯和多環(huán)芳烴等)在土壤中結(jié)合形成新的復(fù)合污染物[3]。在眾多土壤修復(fù)技術(shù)中,土壤沖洗法是一種比較引人注目的方法,與其他技術(shù)相比,土壤沖洗法相對比較簡單,通過選取適當(dāng)?shù)妮腿┛梢詫μ囟ㄎ廴疚镞_(dá)到很高的提取效率。實驗結(jié)果表明,使用乳酸乙酯強化的EDDS溶液對土壤進(jìn)行沖洗,可以同時去除受污染土壤中的重金屬和多環(huán)芳烴[4]。
(1)提取污泥中重金屬 根據(jù)Zhang Lihua[5]等人的研究,對取自上海市桃浦污水處理廠的污泥進(jìn)行抽取重金屬Cu的實驗,討論在不同pH、不同濃度的EDDS條件下Cu的抽取效率。當(dāng)pH≥4.5、EDDS與Cu的摩爾比為10∶1時,抽取效率可維持在70%左右。
目前,EDDS用于城市污泥重金屬提取的研究還比較少,可考慮利用可生物降解的EDDS 來提取城市污泥中的重金屬元素,以有效降低城市污泥中重金屬的含量,增加城市污泥資源化的利用效率。
(2)處理工業(yè)廢水 工業(yè)廢水通常會產(chǎn)生一些對生命體造成不可逆危害的物質(zhì),如重金屬。水體中重金屬污染物的去除有以下比較常見的方法:沉淀、離子交換、混凝、浮選、反滲透、膜過濾、溶劑萃取等。然而,上面提到的多數(shù)工藝都因成本高、效率低而不可取[6]。
EDDS作為一種環(huán)境友好型螯合劑,具有較小的生物毒性,使其具有開闊的應(yīng)用前景。但目前EDDS等螯合劑的價格普遍比較昂貴,嚴(yán)重限制了其在污染治理中的應(yīng)用與推廣。為此,應(yīng)該加強對化工生產(chǎn)的研究,使用來源廣泛、制備簡單的原料;研發(fā)出條件溫和、清潔的生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良、價格低廉的綠色螯合劑,以推動EDDS在治理環(huán)境污染問題中的應(yīng)用。
[1]張玉秀,黃智博,柴團(tuán)耀.螯合劑強化重金屬污染土壤植物修復(fù)的機制和應(yīng)用研究進(jìn)展[J].自然科學(xué)進(jìn)展,2009,19(11).
[2]王國慶,李敏駱,永明,等.紅麻對Cu和Cu-EDDS的吸收和富集.土壤 (Soils),2006,38 (5): 626~631.
[3]Ahtiainen, J., R. Valo, M. J?rvine, and A.Joutti. 2002. Microbial toxicity tests and chemical analysis as monitoring parameters at composting of creosote-contaminated soil. Ecotoxicol. Environ. Saf.53:323-329.
[4]Yuanyuan Sun, Liangliang Ji, Wei Wang,Xiaorong Wang, and Jichun Wu Simultaneous Removal of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Copper from Soils using Ethyl Lactate-Amended EDDS Solution.Environ. Qual. 38:1591-1597 (2009).
[5]Zhang Lihua,Zhu Zhiliang,etc. Extraction of copper from swage sluge using biodegradable chlant EDDS. Science Direct. Journal of Environmental Sciences 20(2008):970-974.
[6]Dorota Ko?odyńska. Green complexing agent —EDDS in removal of heavy metal ions on strongly basic anion exchangers. Desalination 280(2011):44-57.