[發明專利]一種陰極逼近法修復銫污染土壤的裝置及其修復方法

有效

• 申請號: 201410213719.3
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN103962372A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 盧宏瑋;任麗霞;何理;張一梅
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: B09C1/00
• 分類號: B09C1/00
• 代理公司: 北京麟保德和知識產權代理事務所(普通合伙) 11428
• 代理人: 韓建功

技術領域

本發明屬于銫污染環境修復技術領域，具體涉及一種陰極逼近法修復銫污染土壤的裝置及其修復方法。

背景技術

隨著核技術軍用和民用的日益增多，放射性核素在工業、農業、能源、軍事、交通、醫療衛生等領域中廣泛應用，土壤中的放射性核素特別是長壽命核素的本底值有增加的趨勢。銫-137是放射性塵埃和核燃料廢物中重要的核素之一，其半衰期30117年，遷移速度很慢，基本集中于表層土壤中。這種放射性元素污染物進入土壤后，會危及生態系統的穩定，土壤微生物的種群區系成分、種群結構和生存受到影響，進入植物(包括糧食作物、蔬菜、果樹)，通過食物鏈進入人體，威脅人類的生命健康和其他生物的生存，導致人體產生致突變、致癌和致畸三致變化。

放射性污染主要來自于放射性物質。就人為因素而言，目前放射線污染主要有以下來源：(1)核工業排放的廢水、廢氣、廢渣；(2)核試驗造成的全球性污染要比核工業造成的污染嚴重得多。(3)核電站排入環境中的廢水、廢氣、廢渣等均具有較強的放射性。目前全球正在運行的核電站有400多座，中國有17座。1986年4月26日，前蘇聯的切爾諾貝利核電站4號機組，由于操作人員嚴重違反操作規程，造成大量的放射性物質外逸，使31人急性死亡，237人受到嚴重輻射性傷害，部分放射性物質隨大氣一直飄到歐洲西北部。2011年3月11日福島第一核電站事故泄漏出的放射性物質-銫備受關注，據日本科技部報告顯示：有8％日本土壤中銫-137濃度已超過10000Bq/m²，而福島核電站附近區域土壤中銫-137濃度遠遠超過25000Bq/m²。

目前國外采取的修復銫污染土壤的方法大致分為間接防治法、直接處理法和生物修復技術三種。間接防治是先采用機械物理、化學、電化學和物理化學聯合去污等方法對放射性污染源進行去污，然后將放射性污染物焚燒、固化、掩埋，不要讓放射性污染物質進入土壤。直接處理法包括自然衰減消除法、化學處理法和物理換土法。土壤生物修復放射性核素污染土壤可利用耐輻射微生物、超積累植物和森林的吸附、截留作用等修復技術。其中，間接修復所需成本較高，周期短，效果比較明顯，但易造成二次污染；直接處理法只是根據土地的不同作用而進行的暫緩措施，從根本上不能解決銫在環境中的污染問題；生物修復處理成本低，適用于大面積的土壤修復，但其處理速率慢，周期長，且對土壤環境要求嚴格，只能降解低濃度污染的土壤。

我國目前對銫污染土壤的研究主要集中在生物修復方面，2012年中科院成都生物研究所發明了一種采用嗜酸氧化亞鐵硫桿菌活性菌處理銫/鈾污染土壤；專利201210056482.3公開了一種用灰灰菜修復高濃度銫污染土壤的方法；鄭潔敏等人通過在Cs污染土壤中移栽酸模、戟葉酸模和向日葵3種植物，得出在134Cs污染土壤中移栽酸模、戟葉酸模和向日葵3種植物；專利201010600935.5公開了一種將耐重金屬菌株Burkholderia sp.D54應用于放射性核素銫污染的微生物修復方法；專利201010237053.7公開了一種利用紅莧菜修復治理銫和/或鍶污染土壤的方法；專利201210056497.X公開了一種通過種植空心蓮子草來修復受高濃度銫污染濕地和灘涂土壤。截止目前，國內還沒有一種非常成熟的技術可用于銫污染土壤的處理。

發明內容

針對現有技術不足，本發明的目的是提供一種陰極逼近法修復銫污染土壤的裝置及其修復方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下的技術方案：

一種陰極逼近法修復銫污染土壤的裝置，所述裝置包括土樣室、電極室、電極、電源和管道，所述土樣室為兩個同心同高不同半徑的空心圓柱體內外放置形成的內外兩個室；在外圓柱體的內側靠近室壁均勻設置多個一級陽極室，在每個一級陽極室中設置一級陽極；在內圓柱體的內側靠近室壁均勻設置多個二級陽極室，在每個二級陽極室中設置二級陽極；在圓柱體的中心位置設置陰極室，陰極安裝在陰極室中，電源的正極分別通過電線和開關與一級陽極和二級陽極相連，電源的負極與陰極相連；一級陽極室和二級陽極室的側下方通過陽極液入液管道與陽極室控制系統、多通道蠕動泵、陽極液存儲槽依次相連；一級陽極室和二級陽極室側上方通過陽極液溢流管道與陽極液收集槽相連；陰極室側下方通過陰極液入液管道與蠕動泵、陰極液存儲槽依次相連；陰極室側上方通過陰極液溢流管道與陰極液收集槽相連。

所述一級陽極室、二級陽極室和陰極室均與圓柱體高相同且底共面。

所述一級陽極室、二級陽極室和陰極室均為空心無頂圓柱體。

利用上述裝置修復銫污染土壤的方法，包括如下步驟：