可持续土壤修复：IDS和GLDA螯合剂的效率和动力学

1、土壤重金属污染与修复技术的全球挑战

土壤中的重金属污染物通过食物链等途径进入人体，对人体健康构成严重风险，土壤重金属污染已成为全球关注和亟待解决的问题，研究和实际应用重金属污染土壤修复技术是解决这一问题的关键。

去除和钝化是目前有效解决土壤中重金属污染的主要技术。其中，土壤淋溶技术可以快速高效地将重金属从土壤固相转移到液相，实现去除，因此引起了广泛关注。化学淋溶的关键是浸出剂的选择。传统试剂包括无机酸、螯合剂和表面活性剂。然而，无机酸往往会破坏土壤结构，而常见螯合剂（如EDTA）由于生物利用度差而留在土壤中。表面活性剂可能价格昂贵，也可能有毒。因此，迫切需要高效、对土壤损害最小、毒性低的环保型浸出剂。

2.绿色螯合剂的技术概况：IDS和GLDA

近年来，可生物降解螯合剂亚氨基二琥珀酸（IDS）和谷氨酸N，N-二乙酸（GLDA）引起了相当大的关注。研究表明，IDS降解迅速，仅7天后就有80%的降解，并且在很宽的pH范围内保持稳定。GLDA，由玉米糖发酵产生，以生物质为碳源，在28天内至少有60%的降解。

IDS被认为是一种绿色化学品，因为它在生产过程中不会产生废水或废气。GLDA是一种绿色碳原子螯合剂。它们对重金属的强大螯合能力，加上低毒性和优异的生物降解性，使它们成为可持续土壤修复的有希望的候选人。

3、可生物降解土壤淋溶研究进展

BEGUM等人首次使用IDS和GLDA进行土壤修复研究，表明它们有效地去除了Cu、Cd、Zn、Ni和Pb，作为EDTA的可行替代品。WU等人发现工业污泥中Cd、Ni和Cu的洗脱效率很高，但Zn效率较低。发现时间、pH和浓度等因素显着影响性能。

徐大勇等的研究表明，GLDA在从污水污泥中浸出Cd、Cu、Pb和Ni方面优于柠檬酸。此外，胡早实等表明，GLDA在低浓度下浸出铬的效率高于EDTA。GLDA还可以作为植物修复的化学促进剂，促进景天和龙葵的生长，同时改善金属提取。这些结果证实，在适当的剂量下，IDS和GLDA可以去除重金属而不会对作物生长产生负面影响。

4.实验方法：浸出动力学和振荡洗脱

尽管具有潜力，但IDS和GLDA用于土壤修复的报道仍然有限，特别是在淋溶动力学方面，本研究采用振荡洗脱法，利用Elovich方程、双常数方程和一级动力学方程拟合动力学，探讨了浓度和pH对Cd、Pb、Zn去除的影响，并分析了洗脱前后重金属物种形成的变化。

5、浸出参数优化：时间、浓度、pH值

该研究在工艺优化方面产生了以下发现：

• 时间和浓度：洗脱效率随时间（5~720 min）和浓度（0~20 mmol·L）的增加而增加，Elovich方程和双常数方程最适合该过程。
  

• pH效应：效率遵循“钟形曲线”，pH从3增加到10，先增加后减少。
  

• 最佳条件：pH值为5时，最佳浓度为10 mmol·L<1。IDS的最佳时间为240 min，GLDA的最佳时间为360 min。在此条件下，GLDA对Cd和Pb的去除能力较强，IDS对Zn的去除能力较强。
  

6.对重金属形态和环境风险降低的影响

土壤形态分析表明，IDS和GLDA有效去除了Cd、Pb和Zn中活性较高的酸溶态和还原态，虽然它们去除氧化态和残留态的能力有限，但大部分流动态的显著还原有效降低了土壤中重金属的直接环境风险和生物有效性。

与远联化工合作进行可持续修复

在远联化工，我们专注于生产高纯度、可生物降解的螯合剂，以支持环境保护和可持续农业。我们的IDS和GLDA解决方案旨在以零环境足迹提供最大的金属固存。