螯合剂对矿山水体底泥中重金属提取效率研究

为实现矿山水体底泥重金属污染的绿色修复,利用EDTA、GLDA和MGDA等3种螯合剂在不同的条件下提取矿山水体底泥中的重金属Cd、Cu和Ni并分析其作用机理。研究采用分批提取、BCR提取等试验方法比较分析了EDTA、GLDA和MGDA等3种螯合剂和不同影响因素对矿山水体底泥中重金属提取效率的影响。研究结果表明,最佳淋洗时间因重金属元素及螯合剂种类而异,pH是螯合剂提取重金属效率的主要影响因素,螯合剂浓度的增加能显著提高重金属去除率,累计循环淋洗对重金属的去除效率提升不足5%。螯合剂去除矿山水体底泥中重金属是通过改变重金属的存在形态。在室温体系下,3种螯合剂最适使用条件为:EDTA与重金属离子摩尔比6∶1(淋洗时间16 h,pH=4),循环淋洗2次;GLDA与重金属离子摩尔比4∶1(淋洗时间8 h,pH=4),循环淋洗3次;MGDA与重金属离子摩尔比6∶1(淋洗时间8 h,pH=4),循环淋洗3次。在最适使用条件下,螯合剂对Cd的去除效果由大到小依次为EDTA、GLDA、MGDA,对Cu的去除效果由大到小依次为MGDA、EDTA、GLDA,对Ni的去除效果由大到小依次为MGDA、GLDA、EDTA。绿色螯合剂GLDA和MGDA可以替代传统螯合剂EDTA,提高成本效益和环境友好性。用Na_2S处理淋洗液后,重金属回收率可达95%以上,处理后淋洗液中重金属含量低于国家排放标准,可直接排放。研究结果可为螯合剂去除矿山水体重金属污染底泥提供理论支撑。