[發(fā)明專利]一種微生物?化學(xué)法聯(lián)合修復(fù)重金屬污染土壤的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711048186.8
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107617637A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊添奇;紀智慧;成一知
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南新九方科技有限公司;湖南新九方耕地修復(fù)技術(shù)有限公司
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08;B09C1/10;B09C1/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司44205
• 代理人: 伍傳松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污染土壤治理領(lǐng)域，具體涉及一種微生物-化學(xué)法聯(lián)合修復(fù)重金屬污染土壤的方法。

背景技術(shù)

土壤重金屬污染是指由于人類活動，土壤中的微量金屬元素在土壤中的含量超過背景值，過量沉積而引起的含量過高，統(tǒng)稱為土壤重金屬污染。重金屬是指比重等于或大于5.0的金屬，主要包括汞、鎘、鉛、鉻和類金屬砷等生物毒性顯著的元素，以及有一定毒性的鋅、銅、鎳等元素。砷作為類金屬元素，和重金屬有類似的性質(zhì)，同樣在進入土壤后以溶解、絡(luò)合、吸附和氧化還原等不同的作用方式與土壤中的各組成成分反應(yīng)，形成不同的存在形態(tài)。因此其遷移性和生物有效性都受到土壤理化性質(zhì)的影響，所以根據(jù)相同的原理，很多重金屬的物理，化學(xué)和生物治理技術(shù)都可以通用，具體反應(yīng)和處理按砷的特性而有不同。常用的砷污染土壤的治理方法有改土法、固化/穩(wěn)定法、化學(xué)淋洗法和電動修復(fù)技術(shù)。

改土法包括客土法、翻土法和換土法，是常用的工程措施?？屯练ㄊ菍耐饷孢\來的新鮮無污染的土壤覆蓋在污染土壤上；翻土法是將底下較深處未被污染的土壤挖出，相應(yīng)的污染土壤被埋入底層；換土法是用無污染的土壤替換受污染的土壤。前兩種方法都是采用了隔離污染的方法，后一種則直接將砷去除，都起到了立竿見影的效果。改土法的特點是徹底，治理后的土壤短期內(nèi)便可利用。但該方法工程量大，費用高，而且對污染面積大的區(qū)域，客土來源難以解決，并且在換土過程中，存在著占用土地、滲漏、污染環(huán)境等不良因素，還要對換出污土進行處理，而在翻土法中污染物向深處轉(zhuǎn)移容易造成地下水污染。所以改土法只適宜于小面積、土壤污染嚴重的狀況。

固化/穩(wěn)定化法就是指通過添加固化劑改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)，通過吸附或沉淀作用使其固定在土壤中，降低重金屬的活性，減少在土壤中的遷移性和生物有效性，減輕它們對生態(tài)環(huán)境的危害，屬于最常用的砷污染土壤治理技術(shù)。許多金屬氧化物，含磷礦物，粘土礦物和碳酸鹽礦物都具有固化/穩(wěn)定化作用。固化/穩(wěn)定化技術(shù)費用低，修復(fù)時間短，易操作，可修復(fù)含有其他重金屬污染的砷污染土壤，對大面積中低度土壤污染的修復(fù)具有較好的優(yōu)越性，但砷仍然留在土壤中，一旦土壤條件改變則會造成潛在的污染，不是一種永久的措施，修復(fù)的土壤難以再進一步利用。

化學(xué)淋洗法是用淋洗液來淋洗污染土壤，使吸附于土壤顆粒上的砷形成溶解性的離子或絡(luò)合物，增加遷移性使其從固相轉(zhuǎn)移到液相，然后用清水將淋洗液清洗干凈，同時回收淋洗液中的砷。化學(xué)淋洗的關(guān)鍵是要找到具有良好修復(fù)效果的淋洗劑，淋洗劑的使用效果和其本身性質(zhì)和外部條件有關(guān)。對淋洗劑本身的要求有：對砷有很強的溶解能力；對土壤理化性質(zhì)破壞??；淋洗廢液易于處理，無二次污染；淋洗液能重復(fù)利用；成本低，實用。外部的影響因素也會影響淋洗劑的選擇和使用效果，需要針對不同地區(qū)，因地制宜，選取合適的淋洗劑，并在最適宜的條件下操作。

電動修復(fù)是指在低滲透性的具有較強導(dǎo)電性的污染區(qū)域兩端插入電極，通直流電在電極間的區(qū)域形成直流電場，在電場力的作用下，含砷離子向電極運動并在電極上富集，通過吸附或氧化還原反應(yīng)將其去除。電動修復(fù)適用于含水較高，導(dǎo)電性較好的粘土和淤泥土，能在原位進行修復(fù)而不攪動土壤，縮短修復(fù)時間，收集的砷易于處理且二次污染小，但對于大規(guī)模污染的就地修復(fù)不夠完善。

中國發(fā)明文獻(201510636169.0)通過將趨磁細菌與重金屬復(fù)合污染土壤混勻，淹水灌溉、設(shè)置磁場，對重金屬污染土壤進行微生物吸附，再在經(jīng)過淋洗并回填的表層土壤上種植竹柳和紅菾菜進行植物修復(fù)。由于竹柳和紅菾生長較慢，生物量較小，修復(fù)時間過長，達不到快速修復(fù)污染土壤的目的，并且通過淹水灌溉降低土壤含氧量的方式，會破壞土壤結(jié)構(gòu)，并且容易引起土壤板結(jié)現(xiàn)象，不利于污染土壤后續(xù)的生態(tài)修復(fù)。中國發(fā)明文獻(201510637980.0)將趨磁細菌處理后的土壤淋洗填回，再在其中植入含有固化劑的多孔隙硬質(zhì)塑囊對土壤中殘存的重金屬進行吸附固化，該發(fā)明能降低土壤中Fe³⁺、Ni³⁺、Cu²⁺、Pb²⁺和Cr³⁺等金屬含量，卻不能有效降低類重金屬砷的含量，因此并不適用于含砷污染土壤的治理。中國發(fā)明文獻(CN101879521A)利用生石灰調(diào)節(jié)土壤pH值，然后加入鐵鹽溶液進行穩(wěn)定，硫酸亞鐵可以降低砷的移動性并減輕對植物的危害，但用鐵氧化物會引起酸的釋放，從而會增加復(fù)合污染土壤中Cu和Zn等其它重金屬的浸出。因此，本發(fā)明也不適用于含砷復(fù)合污染土壤的治理。

綜上所述，目前尚缺乏一種修復(fù)周期短，能同時治理被砷和其它重金屬污染土壤的方法。

發(fā)明內(nèi)容