[發明專利]一種修復礦區重金屬污染土壤的方法

無效

• 申請號: 200910243743.0
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN102107208A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 黃益宗;郝曉偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術領域

本發明屬于礦區重金屬污染土壤治理與修復技術，具體地說涉及一種修復礦區重金屬污染土壤的方法。

背景技術

重金屬污染土壤的修復主要基于兩個策略：在土壤中固定與從土壤中去除。重金屬污染土壤的修復技術從大的方面主要分為兩類：原位修復(insitu?remediation)和異位修復(ex?situ?remediation)。金屬礦區及周邊地區的重金屬污染土壤修復一般采用原位修復的方式，主要包括物理技術：客土和翻土法(Soil?caping)、熱處理分離(Pyrometallurgical?separation)、動電修復(Electrokinetice?technology)，、隔離包埋(Isolation?and?containment)等；生物修復技術：植物修復(Phytoremediation)、微生物修復(Microremediation)、堆肥(Comosting)等；化學技術：化學固定(Chemicalimmobilization)、化學淋洗(Chemical?washing)、化學氧化/還原(Chemicaloxidation/reduction)等。

傳統修復技術(挖掘填埋)高成本和占用土地量大的特點限制了其在污染場地修復中的廣泛應用，逐漸被成本低、對周圍環境擾動下、社會可接受程度高的原位化學固定技術所取代。原位化學固定指的是向污染土壤中添加某一類或幾類化學添加劑，通過吸附、沉淀或共沉淀、離子交換等機理來改變重金屬在土壤中的賦存形態，降低重金屬的移動性和生物有效性從而減少重金屬對環境和人體危害的一種修復技術。原位固定技術的關鍵在于針對污染土壤的特性選擇合適的固化劑，常用的固化劑一般為經濟成本較低的礦物和工業副產物，如生石灰、磷酸鹽及其礦物、鋁硅酸鹽、鐵錳氧化物、沸石、污泥、堆肥等，研究發現這些固化劑可以有效固定土壤中的鉛、鎘、銅、鋅、砷等重金屬。

赤泥(Red?mud或bauxite?residue)是制鋁工業從鋁土礦中提取氧化鋁后的副產物，大量堆存占用大量土地，因此赤泥的環境友好利用是近年來研究的一個熱點。赤泥可以應用作為工業廢氣、廢水處理的絮凝劑和吸附劑，還可作為某些產品生產工藝的催化劑，已在水處理、化工等領域獲得應用。骨炭(Bone?char)是由動物骨骼經炭化去除全部有機物后的產品，主要成分為羥基磷灰石【Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂】。骨炭用于去除飲用水中的氟化物在國內外已有較多報道，而且正在成為比較成熟的技術。利用經濟價值低廉的赤泥、骨炭進行重金屬污染土壤的修復治理，無論從治理效率、治理費用、現場可操作性及環境風險方面考慮都具有很高的實用價值和應用前景。

我國重金屬污染的土壤已達2000萬hm²，占總耕地面積的1/6，因工業“三廢”污染的農田達700萬hm²，導致每年糧食減產100億kg。我國礦產資源豐富，改革開發以來礦產資源的勘查開發取得了巨大的成就，同時采礦、冶煉也造成了礦區及周邊地區土壤等表生環境嚴重的重金屬污染。我國西南和中部地區，特別是云南、江西、湖南、貴州和廣西等省區，由于采礦與金屬冶煉造成礦區及周邊地區土地嚴重的重金屬污染，造成大片土地不適于耕種，對當地的生態環境與人民身體健康構成嚴重威脅，妨礙了農業生產。我國因采礦破壞的土地約有9000萬畝，每年有百萬畝新增的廢棄地得不到及時復墾。隨著我國蘊藏豐富的鉛鋅礦的累年開采，礦渣、選礦、冶煉及電鍍等工業廢水不斷排放到周圍環境中，造成周邊土壤中Pb、Cd等重金屬污染嚴重，受重金屬不同程度污染的農田面積就達90.6萬hm²。以有色金屬之鄉湖南為例，由有色金屬礦山引起的鉛、鎘、汞、砷等重金屬污染面積達2.8萬km²，占全省總面積的13％。部分地區土壤中鉛、鎘、汞、砷高出正常值數倍至數百倍，有的地方甚至出現了地方病。2009年我國相繼發生了多起血鉛中毒事件，80％事件與周圍礦山礦產的開采與冶煉活動有關。