[發明專利]一種重金屬污染土壤修復方法

在審

• 申請號: 202110404812.2
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN112974516A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 李蓮芳;蘇倩倩;朱昌雄;耿兵;劉雪;葉婧;李紅娜;田云龍
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所
• 主分類號: B09C1/10
• 分類號: B09C1/10;B09C1/08
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及一種重金屬污染土壤修復方法，所述方法包括將改性生物質炭與土壤混合，進行老化，隨加入蚯蚓進行孵育。所述方法利用蚯蚓的生理特征和生活習性結合改性生物質炭對重金屬的固定效果，能夠對重金屬污染尤其是砷污染土壤進行低成本高效修復，降低土壤中有效砷含量，改性生物質炭添加量僅為0.3％時，處理60天，土壤有效砷的鈍化效率為76.34％，且改性生物質炭有利于蚯蚓對砷的富集，富集量為18.94mg/kg，修復改善后的土壤中植物對砷的富集顯著下降，其降幅達57.54％。

技術領域

本發明屬于重金屬土壤修復技術領域，涉及一種重金屬污染土壤修復方法。

背景技術

近年來，由于工礦業活動的三廢排放、污水灌溉、污泥農用及含重金屬畜禽糞便生產的有機肥過量施用等，土壤中重金屬不斷累積甚至超標，其中，砷(As)作為一種具有致癌作用且毒性極強的類金屬，污染問題尤為突出。土壤中的As可以通過植物根系吸收并在作物體內富集，最終隨著食物鏈進入人體，不僅對民眾的健康安全構成威脅，同時也制約著耕地的可持續利用。因此，實施As污染土壤的修復，是一項保增長及促民生的緊迫任務。

近年來，原位鈍化修復作為As污染土壤修復的重要手段之一，由于其見效快、成本低及可操作性強等特點，在多方面具有不可比擬的優勢而被廣泛關注。生物炭是一種環境功能性鈍化材料，對土壤重金屬污染鈍化修復具有良好應用前景。已有大量的研究表明，生物炭的施用可顯著降低土壤重金屬活性，降低作物對重金屬的吸收。然而，生物炭對重金屬陽離子具有較好的吸附能力，而對一些以酸根離子形態存在的重金屬(如As、Sb等)的固定鈍化效果較差。近年來，對生物炭進行表面改性以及有效負載金屬及金屬氧化物，如錳、氧化鐵等，可大幅提高生物炭對砷的吸附及固定能力。

CN105944668A公開了一種治理砷污染的改性生物質炭，該改性生物質炭的制備方法包括如下步驟：(1)將生物質原料炭化，得到生物質炭；(2)將生物質炭與鹽酸溶液反應，固液分離，得到固體物質，將固體物質洗滌至pH值為中性后干燥，得到預處理后的生物質炭；(3)將預處理后的生物質炭與FeCl₃溶液在溶液pH值為中性的條件下反應，反應后固液分離，得到泥餅；(4)將泥餅干燥后洗滌至pH值為中性，固液分離，所得固體再進行第二次干燥，得到所述改性生物質炭。該改性生物質炭比表面積大，鐵含量高，制備方法簡單，易操作，可應用于含砷廢液的處理，也可用于農田土壤砷的鈍化，保障食品安全。但是改性生物質炭的成本相對較高。

蚯蚓作為土壤中生物量最大的典型無脊椎動物，其對土壤重金屬污染的強耐受力已被諸多研究證實。CN105268730A公開了一種利用蚯蚓修復重金屬污染土壤的方法，該方法在重金屬污染土壤中培養蚯蚓，利用蚯蚓富集重金屬，再將蚯蚓與土壤分離，即實現土壤修復，但是單純的在污染土壤中添加蚯蚓，修復效果相對較差。

綜上所述，提供一種低成本且修復效果優異的修復方法，對于重金屬污染土壤修復領域具有重要意義。

發明內容

針對現有技術的不足和實際需求，本發明提供一種重金屬污染土壤修復方法，所述方法采用蚯蚓耦合改性生物質炭進行修復，對土壤砷的鈍化效果好，鈍化效率高、可操作性強，能夠應用于修復砷污染場地和砷污染農田。

為達上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種重金屬污染土壤修復方法，所述方法包括：

將改性生物質炭與土壤混合，進行老化，隨后加入蚯蚓進行孵育。

本發明的重金屬污染土壤修復方法中，利用蚯蚓的生理特征和生活習性結合改性生物質炭對重金屬的固定效果，二者相互協同，蚯蚓強化提升了改性生物質炭對重金屬砷的鈍化能力，與此同時，改性生物質炭的施用可顯著增強蚯蚓對重金屬砷的富集能力，將蚯蚓/鈰錳改性麥稈炭聯合作用可對重金屬污染尤其是砷污染土壤實現高效鈍化修復。