[發明專利]一種基于微生物-有機質修復鉻污染土壤的原電池裝置及其修復方法

有效

• 申請號: 202010614230.2
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN112024590B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 王俊鋒;唐觀輝;嚴登明;朱叢韻;張鋮彪;田萍;蔡澤祥;江惠民;周煥展
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08;B09C1/10;B09C1/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 趙崇楊

本發明公開了一種基于微生物?有機質修復鉻污染土壤的原電池裝置及其修復方法。裝置中含有產電微生物的厭氧污泥與有機質混合后產生電子，通過電極材料和電子傳遞通路傳遞電子修復鉻污染土壤中的Cr⁶⁺，并通過鹽橋中的K⁺誘導來改善產電微生物的代謝，促進鉻的活化，且添加有機酸淋洗液能夠促使微生物吸附轉化土壤中部分Cr⁶⁺；隨后將有機質和厭氧污泥的混合物與修復后的污染土壤取出來混合，種植耐鉻植物能夠大量富集污染土壤中剩余鉻，確保土壤中Cr⁶⁺的濃度滿足相應的用地類型標準；應用該裝置進行鉻污染土壤的修復，能夠快速有效解決鉻污染的問題，且具有成本低、操作簡單、效率高、不會產生二次污染的優點，具有良好的應用潛力。

技術領域

本發明屬于土壤重金屬修復技術領域。更具體地，涉及一種基于微生物-有機質修復鉻污染土壤的原電池裝置及其修復方法。

背景技術

隨著我國工業的快速發展，鉻廣泛應用于電鍍、金屬加工、制革、染料、鋼鐵和化工等行業，由于生產過程的滲漏、廢水的不達標排放以及含鉻廢渣的滲濾等，導致大量鉻進入場地周邊土壤和地下水，Cr⁶⁺已成為一種主要的工業場地土壤污染物。而污染鉻主要是以Cr⁶⁺和Cr³⁺2種價態形式存在，Cr⁶⁺的毒性是Cr³⁺的500倍。Cr³⁺易被土壤膠體和礦物質通過吸附、配位、絡合、沉淀等作用固定于土壤中，其遷移性和生物有效性較低；而Cr⁶⁺的活性較高，一般不會被土壤強烈地吸附，因而在土壤中較易遷移，容易對環境造成影響。隨著資源問題越來越成為當下人們所關注的一個話題，節約成本和最大限度的開發利用新能源已經成為了社會焦點問題；因此，利用生物方法來解決環境污染是非常重要的一個出路。所以，土壤中重金屬Cr⁶⁺的去除已成為污染土壤修復的一個重要課題。

鉻污染場地的治理途徑主要有2種：一是將鉻從被污染的土壤及地下水中清除，或者降低其濃度至土壤背景值以下，如客土法、植物修復法等。二是改變鉻在土壤中的存在形態，利用化學還原法、生物還原法等，將Cr⁶⁺還原為Cr³⁺，以降低其在土壤-植物以及土壤-地下水中的遷移性、生物毒性及生物有效性；在實際運用中，此途徑因不破壞土壤結構、成本低且操作簡便，適用于重金屬污染較大面積土壤的修復。但是，不恰當的修復技術并未將Cr⁶⁺從土壤中徹底去除，且存在修復之后受外界環境干擾Cr³⁺容易再次被氧化為Cr⁶⁺，隨后釋放到環境中導致二次污染的風險。

土壤原電池修復技術能有效去除土壤中的Cr⁶⁺，而且具有二次污染風險小的優點，是目前Cr⁶⁺污染土壤修復領域研究的熱點。例如，公開號為CN109622598A的專利公開了一種基于原電池原理修復重金屬污染土壤的方法，能夠去除土壤中的Cr⁶⁺；但是，該方法中添加了鐵、錳等其它外源物質，具有成本高、不環保等缺點。因此，提供一種節能環保、成本低、操作簡便、效率高、能夠快速有效解決鉻污染嚴重問題的方法，對于鉻污染土壤的修復具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有修復鉻污染土壤的方法的缺陷和不足，提供一種基于微生物-有機質修復鉻污染土壤的原電池裝置及其修復方法。

本發明的目的是提供一種基于微生物-有機質修復鉻污染土壤的原電池裝置。

本發明另一目的是提供所述裝置在修復鉻污染土壤中的應用。

本發明再一目的是提供一種利用所述裝置修復鉻污染土壤的方法。

本發明上述目的通過以下技術方案實現：