[發明專利]汞污染土壤原位修復方法

有效

• 申請號: 201210380702.8
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102873086A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 劉陽生;向月嬌
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: B09C1/02
• 分類號: B09C1/02
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務所(普通合伙) 11224
• 代理人: 曹正鳳

技術領域

本發明涉及污染土壤的治理方法，具體地說是一種汞污染土壤原位修復方法。

背景技術

自20世紀50年代在日本熊本縣發現首例甲基汞中毒事件以來，不同研究領域的學者都對汞污染問題給予了高度關注。土壤中汞的來源主要有三個方面:1)汞的天然釋放,包括火山與地熱活動，土壤、自然水體及植物表面的蒸騰作用，森林火災和巖石風化等。這種自然因素引起的汞污染通常占汞排放總量的1/4。2)人為污染,主要來自于污水灌溉、汞冶煉廠和汞制劑廠(氯堿工業、電器、儀表)的排放；農用耕作中不合理施用含汞的肥料和農藥等。3)干濕沉降，大氣中含汞廢氣沉降到土壤，也是土壤汞的一個重要來源。

Hg的生物毒性較顯著，其重金屬離子在質量濃度為0.01~0.001mg/L?時就會產生毒性。土壤中的汞按化學形態可分為金屬汞、無機結合態汞和有機結合態汞。無機汞進入人體后轉化為二價汞鹽，破壞細胞正常代謝，影響人體機能；土壤中的有機汞不僅不能通過微生物降解或降低其毒性，反而會通過甲基化作用轉化為毒性更大的甲基汞，對生物造成更大的傷害。

土壤重金屬污染的控制與修復問題已經引起各級政府和環保工作者的廣泛關注。目前，汞污染土壤修復技術主要包括以下幾種：

（1）客土法。就是將已污染的土壤進行翻土、換土等，將已經污染的土壤深埋，換上新鮮的土壤，從而達到減輕危害的目的。用這種方法修復一畝污染土地就要花費上百萬元，而且污染土壤仍然存在，甚至會繼續擴大到地下水污染。但是，因為修復方法簡單，花費時間少，這種飲鴆止渴的方法目前被廣泛應用。

（2）植物修復法。通過種植對重金屬具有超級蓄積能力的植物，從而將土壤中的重金屬提取出來。研究表明，楊樹對汞有很好的耐性和凈化功能,旱柳對汞污染有很好的削弱和凈化功能,加拿大楊每株體內最大汞吸收積累量約為7000μg。此外，紅樹植物也可有效地凈化土壤中的汞。

通常，植物修復法的時間至少需要5年以上，意味著土壤的荒廢時間至少是5年，影響到糧食的生產和農民的收入。另外，植物修復的成本較高，每噸土壤達到200元左右，每畝土壤的修復費用高達8~10萬元，每公頃土壤的修復成本達到1.2~1.5億元人民幣。當地政府和農民是無法承受的。

而且，目前發現的超富集植物一般都是野生植物，其種苗繁育存在較大的技術難度，實現大規模種苗就更加困難，所以現今使用的是先大棚育種再移植到修復區的辦法，這無疑會進一步增加修復成本和操作難度。

（3）化學淋洗法。采用化學藥劑如表面活性劑、酸洗劑等將土壤中的汞淋洗出來后再進行廢水處理。這種方法不僅成本非常高，遠高于植物修復法，而且將新的污染物如表面活性劑、酸洗劑等帶入土壤，成為新的污染源。土壤的物理結構會受到很大影響。

（4）微生物淋洗法。通過往土壤中加入對汞具有富集作用的微生物菌群，將汞洗滌出來。這種方式不僅成本高，對于大面積的土壤污染而言由于微生物淋洗液難以收集，實際上很難操作。

（5）電化學法。在土壤中通過電流作用使得水溶性汞離子富集到陰極表面。目前該技術只是在實驗室進行摸索。由于電流作用距離太小，而實際污染的土地面積太大，這種技術在工程上難以實施，且不管其高昂的操作成本難以承受。

（6）汞離子鈍化法。只有具備生物活性的汞離子才能被植物所利用，從而通過食物鏈蓄積在人體。通過在污染土壤中加入海泡石、鈣鎂磷肥和石灰等鈍化劑，從而使水溶性汞離子轉化為氫氧化物而降低其生物活性。但是，通過這種方法鈍化后的重金屬在微生物作用下以及環境因素發生變化時，將持續不斷地恢復其生物活性。因此，汞離子鈍化法只是暫時地、短暫地掩蓋了汞污染問題。

綜上所述，如何開發切實可行的汞污染土壤修復技術已經成為未來土壤汞污染控制面臨的瓶頸問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足之處，而提供了一種汞污染土壤原位修復方法，將土壤中能夠被植物所吸收和利用的汞90%以上，經萃取和沉淀而回收，實現汞污染土壤的原位修復。

本發明的技術方案如下：汞污染土壤原位修復方法，該方法包括下列步驟：

1）、萃取劑的制備：將水溶性碘鹽、硫酸鹽、硝酸鹽和硫代硫酸鹽按照質量比1:1:1:1溶解于水中，配制成質量濃度為1~10%的溶液，制得汞污染土壤修復所用的萃取劑；