[發明專利]一種重金屬污染土壤的修復方法

有效

• 申請號: 201410132960.3
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN103909091A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 程峰;寧春旭;鄭躍鵬
• 申請（專利權）人: 中國有色桂林礦產地質研究院有限公司
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08;B09C1/10
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 湯凌志

技術領域

本發明屬于重金屬污染環境保護技術領域，具體涉及一種重金屬污染土壤的修復方法。

背景技術

目前我國由各種重金屬引起的土壤污染問題己相當嚴重。全國受重金屬污染的土地達2000萬公頃，其中嚴重污染的土地超過70萬公頃，因鎘含量超標而棄耕的土地達13萬公頃(陳懷滿，2002)。土壤污染不僅造成直接的經濟損失，降低農產品品質，影響土壤的質量和使用價值，而且還對人體健康和生態環境造成危害。

重金屬污染土壤的傳統修復方法通常采用物理、化學方法，如填埋、淋洗、固化及穩定化等，其原理主要是通過減少土壤表層污染物的濃度，或增強土壤中污染物的穩定性使其水溶性、擴散性和生物有效性降低，從而減輕其危害。傳統的重金屬污染土壤的治理方法存在成本高、破壞土壤結構及肥力、易造成二次污染、對土壤環境擾動大等諸多缺點。

目前，各種對重金屬污染土壤的修復方法都有其理論基礎：

（1）在應用綜合防治體系治理重金屬污染土壤時，植物根瘤的營養需要消耗的營養液量是非常高的，如每株植物根瘤中含胺類營養液1克，需要消耗2.84克的胺類化合物。但在實際營養供給過程中，為了保證植物的營養液需要維持營養溶液一定的氧化電位或一定的濃度。

（2）植物修復技術能有效的修復被重金屬污染的土壤。植物對重金屬的生物有效性由土壤理化性狀、植物特性和各種各樣的環境因素決定。在受重金屬污染的土壤上連續的種植專性植物或超富集植物，并收割植物地上部分，以降低土壤中重金屬濃度；利用植物根系分泌物減少土壤中的有機和重金屬污染物的流動性，防止污染物侵蝕、浸出或徑流，減少污染物的生物可利用度，進而防止其進入地下水或食物鏈；利用植物根系分泌物使土壤中的有機碳或無機重金屬如汞、硒轉化為揮發態，進而去除其污染。

（3）原位化學氧化修復技術(insitu?chemical?oxidation?remediation)主要是通過攙進土壤中的化學氧化劑與污染物所產生的氧化反應，使污染物降解或轉化為低毒、低移動性產物的一項修復技術。恢復土壤的理化性狀，包括pH、土壤含水量、鐵錳氧化物含量、有機質含量、粘土含量、磷酸鹽含量、氧化還原電位、土壤粒徑、陽離子代換量；原位化學氧化技術不需要將污染土壤全部挖掘出來，而只是在污染區的不同深度鉆井，將氧化劑注人土壤中，通過氧化劑與污染物的混合、反應使污染物降解或導致形態的變化。成功的原位氧化修復技術離不開向注射井中加人氧化劑的分散手段，對于低滲土壤，可以采取創新的技術方法如土壤深度混合、液壓破裂等方式對氧化劑進行分散。原位化學氧化修復技術主要用來修復被油類、有機溶劑、多環芳烴(如萘)、PCP(pentachloropheno1)、農藥以及非水溶態氯化物(如TCE)等污染物污染的土壤，通常這些污染物在污染土壤中長期存在，很難被生物所降解。而氧化修復技術不但可以對這些污染物起到降解脫毒的效果，而且反應產生的熱量能夠使土壤中的一些污染物和反應產物揮發或變成氣態溢出地表，這樣可以通過地表的氣體收集系統進行集中處理。技術缺點是加入氧化劑后可能生成有毒副產物，使土壤生物量減少或影響重金屬存在形態。

目前，國內外對重金屬污染土壤的治理方法多以生態修復為主，因為該技術相對簡單、有效和經濟。土壤重金屬污染治理普遍采用生態吸附技術為主，因為該技術相對簡單、有效和環保。由于重金屬活性強、毒性很高，導致生態吸附治理重金屬污染效果較差，因此，使用生態吸附治理重金屬污染仍不能消除人們對環境方面的擔憂。目前，一些國家和地區已經研究了超累計植物修復技術：（1）由于植物修復技術過程相對較慢，一般情況下需要幾年或更長時間；(2)個別超富集植物生物量小，生長緩慢；(3)個別超富集植物只對一種重金屬具有富集能力，難以全面清除土壤中的所有超標重金屬；(4)不能100％的去除土壤中的重金屬，且只能對表層土壤進行修復；(5)異地引種對生物多樣性的威脅，也是一個不容忽視的問題

隨著工業化進程的不斷加快，造成越來越多的土地被重金屬污染。對這些污染的土地，生態修復效果不好，造成土地恢復率很低，或難以恢復。為了提高重金屬污染土地的恢復率，環保部門已經開發和應用了重金屬生態吸附、化學修復、換填土處理技術，如細菌修復、生物氧化吸收等。但經細菌修復、生物氧化吸收后的土壤大都遭到破壞而無法使用，如果采用換填土技術，需要大量的耕植土，造成治理成本過大。

根據文獻報道，造成生態修復治理效果差有多種原因，但研究發現，植物根瘤沒有營養液的補給是最主要的因素，其它因素如超累計吸附、重金屬元素的遷移、腐蝕的影響，在多數情況下甚微。