[發明專利]納米零價鐵-電磁耙聯合修復重金屬污染土壤/污泥工藝

無效

• 申請號: 201110360190.4
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102500613A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 張偉賢;張亞雷
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明涉及被重金屬所污染的土壤/污泥的凈化技術，尤其涉及一種納米零價鐵-電磁耙聯合修復重金屬污染土壤/污泥工藝。

背景技術

隨著工業的發展和農業生產現代化，環境污染問題日趨嚴重，其中土壤重金屬污染問題十分突出。從1973?年Wagner?KH，Siddiqi?I首次發表關于土壤重金屬污染問題的文獻以來，到現在經過了三十多年的研究歷程。土壤是人類賴以生存的主要自然資源之一，也是人類生態環境的重要組成部分。然而，土壤作為一個開放體系，每時每刻與環境中其他要素進行著物質和能量的交換，重金屬便通過大氣沉降、污水灌溉、農藥和化肥的施用以及固體廢棄物排放等途徑進入土壤。土壤重金屬污染主要是指由于人類活動，含重金屬的固廢、污水或粉塵進入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量，并造成生態環境質量惡化的現象。據我國農業部進行的全國污水灌區調查，在約140萬公頃的污水灌區中，遭受重金屬污染的土地面積占污水灌區面積的64.8%，其中輕度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，嚴重污染的占8.4%。土壤/污泥中重金屬污染具有污染物在土壤/污泥中移動性差、滯留時間長、不能被微生物降解的特點，并可經水、植物等介質最終影響人類健康。隨著工業、城市污染的加劇和農用化學物質種類、數量的增加，土壤/污泥中重金屬污染日益嚴重，目前，全世界平均每年排放Hg約1.5萬噸，Cu?340萬噸，Pb?500萬噸，Mn?1500萬噸，Ni?100萬噸。

污泥是重金屬污染的又一個重要的環境介質。根據統計資料，英、美兩國在過去的幾年中，污泥量每年增長5%-10%，年產干污泥分別達到1.7×10⁶和9×10^6?t。我國每年產生的城市污水污泥達1億t以上(濕污泥)。顯然，如此大量的污泥如果處理不當，不僅會影響污水廠的正常運行，而且由于污泥中含有大量的有害物質，特別是重金屬，很容易形成“二次污染”。孫玉煥等通過現場采樣及室內分析，研究了長江三角洲地區南京、蘇州、上海、杭州等15?個城市的污水處理廠44?份污泥樣品中6?種重金屬元素(Cu、Zn?、Pb、Cd、Cr、Ni)?的含量，結果表明Cu、Zn?、Pb、Cd、Cr、Ni的平均含量分別為1808?mg/kg、2182?mg/kg、115?mg/kg、2.?93?mg/kg、375?mg/kg、394?mg/kg。楊軍等2001年從全國范圍內選取107個城市污泥樣品，測定了其重金屬含量。結果表明，污泥中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的平均含量分別為16.1、2.97、185、486、2.84、77.5、131、1450?mg/kg；為跟蹤這一實驗結果，2006年對從全國范圍內選取107個城市污泥樣品進行了再次的檢測，結果表明，污泥中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的平均含量分別為20.2、2.01、93.1、219、2.13、48.7、72.3、1058?mg/kg。Nicholson?等研究發現England?和Wales?通過施用污泥進入土壤中的Cu?為271t?，Zn?達385t，分別占土壤總輸入量的17?%和8?%。

中國的重金屬污染事件已進入高發期，根據環保部統計，自2009年以來，中國已連續發生30多起重特大重金屬污染事件。僅2009年就發生了陜西鳳翔鉛污染、湖南瀏陽鎘污染、山東臨沂砷污染等重金屬污染污染事件。土壤污染造成有害物質在農作物中積累，并通過食物鏈進入人體，引發各種疾病，最終危害人體健康。工業排放產生和自然界釋放出來的重金屬，對地下水、土壤等產生嚴重污染。土壤及污泥重金屬污染已成為我國生態環境保護的一個嚴重問題，國務院近期通過的《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃”》更加強調了重金屬污染物治理及研究的必要性。在《規劃》明確了重金屬污染防治的目標，即到2015年，重點區域重點重金屬污染物排放量比2007年減少15％，非重點區域重點重金屬污染物排放量不超過2007年水平，重金屬污染得到有效控制。此次國家總量控制的重金屬主要有五種，即汞、鉻、鎘、鉛和類金屬砷。鑒于目前國內的重金屬污染問題非常嚴重，需要引起社會各界的廣泛關注。