[發明專利]土壤重金屬Cr、Cu、Pb、Zn污染快速鈍化修復工藝

無效

• 申請號: 201310287811.X
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103302092A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 張輝;湯正澤
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08;C09K17/12
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術領域

本發明涉及的是一種土壤重金屬污染修復中降低污染重金屬元素生物有效性的一種修復方法，能在不影響土壤物理化學性狀情況下、在較短時間內使土壤中重金屬元素向難溶或不溶化合物類型轉化，進而使其生物有效性迅速降低。

背景技術

土壤重金屬污染已成為當前嚴重的環境問題，對污染的修復治理需求在日益增大。目前的修復治理方法主要可概括為兩個方面：1、通過給被污染土壤中加入其它物質降低重金屬的生物有效性，使其不進入或少進入在土壤中生長的植物體；2、通過工程手段和生物吸收轉移等手段把重金屬從土壤中移除。上述治理方法從具體作用角度可劃分為物理修復、化學修復和生物修復三大類別。

重金屬的物理修復方法主要包括稀釋法和熱解吸法。稀釋修復主要包括客土換土、去表土和深耕翻土等；熱解吸修復是利用高頻電壓產生電磁波，產生熱能對土壤加熱，使污染物從土壤顆粒內解吸出來，進而去除。物理修復方法可使土壤中的重金屬元素得到一定程度的稀釋或去除，但具有明顯的操作條件要求高、程序繁瑣復雜、耗能和過程中易造成有害元素向其它生態系統的轉移的缺陷。如換土、深耕工作量大，并會使土壤的自然性狀受到影響；而給土壤加熱時在使有害易氣化元素（Hg）揮發脫離土壤的同時，會導致其向大氣的遷移，造成對大氣環境的污染，此外，還會對土壤的自然性狀如微生物條件等受到破壞。

化學修復方法主要包括向污染土壤中投入填加劑（修復劑），使污染土壤中的重金屬元素生物有效性降低或環境遷移活性減弱。修復中使用的修復劑可分為無機鈍化修復劑、有機鈍化修復劑和有機、無機復合修復劑。其中，無機鈍化修復劑可分為以下幾個主要類別:磷酸鹽類（羥基磷灰石、磷礦粉、磷酸、磷肥和骨炭等）、粘土礦物類（膨潤土、粗面棕閃石和沸石等）、工業副產品類（飛灰、磷石膏和白云石殘渣等）等。此外，還有一些純化學制品，如硫酸亞鐵等。這類鈍化修復劑通常對重金屬元素的作用具有一定的選擇性。有機鈍化修復劑主要包括有機堆肥、畜禽糞便、市政污泥等。有機物質作為重金屬絡合劑可通過形成不溶性金屬、有機復合物增加土壤陽離子交換量（CEC）和降低土壤中重金屬的水溶態及可交換態組分含量的方式，降低其生物有效性。由于這類修復劑其修復效果的不確定性和常常會將自身（如市政污泥）含有的重金屬元素帶入土壤，其實際應用都非常有限。復合材料鈍化修復劑是用幾種材料混合共同作用使土壤中的重金屬發生鈍化，其可避免單獨使用一種修復劑所帶來的顯著改變土壤pH值、作用單一等的不利影響；該方向工作目前多尚停留在實驗室研究階段。而且據文獻報導情況看，對需要的填加物質有較大的量要求。

生物修復主要分植物修復和微生物修復兩種情況。植物修復是利用某些植物能忍耐和在生長過程中能超量積累某種重金屬元素的特性來清除土壤中的金屬元素。植物修復要求被修復土壤所處的氣候條件要與用于修復的重金屬超累積植物的生長條件相適應，并且由于目前人們發現的超累積植物一般都是植株較小、生長周期較長的種類，這些都使其應用范圍和修復效率受到嚴重限制。微生物修復是利用土壤中的某些微生物類群對重金屬元素具有吸收、沉淀、氧化還原等作用的特性，降低污染土壤中重金屬生物有效性或毒性的修復方法。這種修復方法的作用機制是利用一些菌類的特殊功效，通過其對土壤中重金屬元素化合物結構中電子行為的影響促使土壤中重金屬元素發生轉化，進而使土壤環境中重金屬產生沉淀析出，進而達到降低其生物有效性或環境活性的目的；如硫酸鹽還原細菌可將硫酸鹽還原成硫化物，使重金屬硫酸鹽的生物有效性大大降低等。微生物修復受微生物生物量、種類及存活周期的影響，要求被修復土壤的性狀如質地、含水率、有機質含量以及pH、Eh值等與用于修復的微生物類群的正常存活條件相適應，土壤條件要滿足能保證微生物活性和足夠數量存在。這些情況都是對土壤重金屬污染微生物修復方法的制約因素，使其應用范圍受到限制。