CN112317528A - 一种联合修复重金属污染土壤的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种联合修复重金属污染土壤的方法，属于生态环保修复领域，由固化稳定化法、生物修复法、植物修复法联合而成，其中固话稳定化剂由以下重量组分的原料组成：氧化钙50～80份，飞灰30～50份，高炉熔渣1～5份，磷酸盐0.5～3份。本发明所采用的联合修复重金属污染土壤的方法，全部操作流程下来无有毒有害原料使用，无贵重原材料投入，操作简便易行，且能从根本上相对彻底进行重金属污染土壤的治理，具有成本低、操作简单的特点，广泛地用于处理重金属污染土壤，应用前景广泛。

Description

一种联合修复重金属污染土壤的方法
技术领域
本发明属于生态环保修复领域，具体涉及一种联合修复重金属污染土壤的方法。背景技术
随着工业与城市化的发展，大气污染、水污染、土壤污染等的污染物与污染种类越来越复杂。由于污染物的迁移和转化作用，大气和水中的污染物会转移到土壤中，土壤中的污染物同理也会污染大气、地表水和地下水，引发二次污染。
有毒有害物质如重金属和有机物积累过多而污染的土壤，其功能将下降或丧失，农作物将减量减产乃至不产，土壤中的污染物也可通过大气、水、农作物以及食物链直接或间接地危害人体健康，严重影响生态平衡。我国人均耕地面积小，土壤污染问题也就更加亟待解决。
近些年来，我国土壤重金属污染仍然严重，土壤污染的形式严峻。固化稳定化技术是目前污染土壤修复应用最多的技术，具体指将污染土壤（重金属、放射性、毒性或强反应性土壤）与粘结剂或固化剂混合，经稳定化形成渗透性低的固体混合物，改变污染物在土壤中的存在状态。但是，固化稳定化技术修复的土壤中仍然存在少量重金属污染物，固化稳定化技术不能彻底对土壤进行修复。目前针对重金属污染土壤的修复技术主要有换土法、化学淋洗法、植物修复法等，但以上修复技术具有成本高、周期长、限制多等缺点，因此开发一种联合低成本修复方法迫在眉睫。
申请号为201510636177.5，申请日为20150930的中国发明专利公开了一种重金属污染土壤的微生物和固化剂联合原位修复方法，该方法存在缺陷：土壤中的重金属污染物对微生物有一定的毒性作用，直接将微生物放入重金属污染土壤中，微生物容易死亡，导致修复效果不好。
申请号为201710793526.3，申请日为20170906的中国发明专利公开了一种植物微生物联合修复土壤污染的方法，但是其主要针对单一重金属镍元素进行修复，相对应用前景受限制。
申请号为201810515848.6，申请日为20180525的中国发明专利公开了一种固化剂和微生物联合修复重金属污染土壤的方法，但是该方法操作步骤较为繁琐，成本相对较高，进一步推广应用难度相对较大。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种联合修复重金属污染土壤的方法，通过固化稳定化---生物修复--植物三重修复方法，层层相扣，保证修复效果，且该方法具有成本低、操作简单的特点，能够广泛地应用于处理污染土壤，前景广泛。
本发明公开了该种联合修复重金属污染土壤的方法。
包括以下步骤：
步骤1：在重金属染土壤50～80cm深处铺设防渗膜；
步骤2：将固化稳定化剂与重金属污染土壤混合均匀，得混合体系；所述固化稳定化剂与重金属污染土壤的质量比为1:100～8:100之间；
优选地，固化稳定化剂包括以下重量组分的原料：氧化钙65～75份，飞灰35～45份，高炉熔渣2.5～3.5份，磷酸盐1.5～2.5份；
步骤3：向所述混合体系中加入水，使所述混合体系含水量为50%～65%，静置时间为15天；
步骤4：使用pH偏弱碱性7.5-8.5的水溶液对土壤进行淋洗2～3次至中性土壤；
步骤5：使用清水再次对土壤进行淋洗3～5次；
步骤6：将土壤进行杀菌消毒处理；
所述杀菌消毒液为多菌灵，多菌灵的喷洒量为每立方米喷洒6升500倍液的多菌灵。
步骤7：将生物修复的微生物菌剂投入土壤中，并按照质量比1:3～5向土壤中喷洒微生物生长营养液，翻耕土壤，使微生物菌剂、微生物生长营养液和土壤混合均匀，养护8～15天；
步骤8：将富含微生物的土壤上交叉混合种植超级富集重金属植物。
优选地，所述微生物菌剂包括芽孢杆菌、类黄氢噬胞菌和球形红细菌，三者质量比为3:2:1。
优选地，所述固化稳定化剂包括以下重量组分的原料：氧化钙50～80份，飞灰30～50份，高炉熔渣1～5份，磷酸盐0.5～3份。
优选地，所述弱碱性水溶液为碳酸钾的水溶液。
优选地，所述超级富集重金属植物包括遏蓝菜、蜈蚣草和东南景天。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
（1）本发明采用联合固化稳定化---生物修复--植物修复三重修复方法，层层相扣，保证修复效果，添加微生物菌剂包括芽孢杆菌、类黄氢噬胞菌和球形红细菌，可以增加土壤养分，提高土壤肥力，种植超级富集重金属植物遏蓝菜、蜈蚣草和东南景天，可进一步促进重金属污染物的转化消减；
（2）本发明所采用的联合修复重金属污染土壤的方法，全部操作流程下来无有毒有害原料使用，无贵重原材料投入，操作简便易行，且能从根本上相对彻底进行重金属污染土壤的治理，具有成本低、操作简单的特点，广泛地用于处理重金属污染土壤，应用前景广泛。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例和对比例，对本发明进行进一步详细说明。
下述实施例中，所述多菌灵采购自郑州爱派克化工有限公司，含量39%；芽孢杆菌、类黄氢噬胞菌和球形红细菌购自上海抚生实业有限公司，含量99%；碳酸钾采购自河南华硕化工产品有限公司，含量99%。
实施例1
一种联合修复重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：
步骤1：在重金属污染土壤50cm深处铺设防渗膜；
步骤2：将稳定固化剂与重金属污染土壤混合均匀，得混合体系，所述稳定固化剂与重金属污染土壤的质量比为1:100；
步骤3：向所述混合体系中加入水，使所述混合体系和含水量为50％，静置时间为15天；
步骤4：使用弱碱性pH为7.5的碳酸钾水溶液对土壤进行淋洗3次至中性土壤；
步骤5：使用清水再次对土壤进行淋洗3次；
步骤6：将土壤使用已经配置好的多菌灵杀菌消毒液进行杀菌消毒处理；
步骤7：将生物修复的微生物菌剂投入土壤中，并按照质量比1:3向土壤中喷洒微生物生长营养液，翻耕土壤，使微生物菌剂、微生物生长营养液和土壤混合均匀，养护8天；
步骤8：将富含微生物的土壤上交叉混合种植超级富集重金属植物遏蓝菜、蜈蚣草；
本实施例中，所述稳定固化剂包括以下重量组分的原料：氧化钙50份，飞灰30份，高炉熔渣1份，磷酸盐0.5份。
实施例二
步骤1：在重金属污染土壤80cm深处铺设防渗膜；
步骤2：将稳定固化剂与重金属污染土壤混合均匀，得混合体系，所述稳定固化剂与重金属污染土壤的质量比为8:100；
步骤3：向所述混合体系中加入水，使所述混合体系和含水量为65％，静置时间为15天；
步骤4：使用弱碱性pH为8.5的碳酸钾水溶液对土壤进行淋洗2次至中性土壤；
步骤5：使用清水再次对土壤进行淋洗4次；
步骤6：将土壤使用已经配置好的多菌灵杀菌消毒液进行杀菌消毒处理；
步骤7：将生物修复的微生物菌剂投入土壤中，并按照质量比1:5向土壤中喷洒微生物生长营养液，翻耕土壤，使微生物菌剂、微生物生长营养液和土壤混合均匀，养护15天；
步骤8：将富含微生物的土壤上交叉混合种植超级富集重金属植物蜈蚣草和东南景天；
本实施例中，所述稳定固化剂包括以下重量组分的原料：氧化钙80份，飞灰50份，高炉熔渣5份，磷酸盐3份。
实施例三
步骤1：在重金属污染土壤65cm深处铺设防渗膜；
步骤2：将稳定固化剂与重金属污染土壤混合均匀，得混合体系，所述稳定固化剂与重金属污染土壤的质量比为6:100；
步骤3：向所述混合体系中加入水，使所述混合体系和含水量为55％，静置时间为15天；
步骤4：使用弱碱性pH为8.0的碳酸钾水溶液对土壤进行淋洗2次至中性土壤；
步骤5：使用清水再次对土壤进行淋洗3次；
步骤6：将土壤使用已经配置好的多菌灵杀菌消毒液进行杀菌消毒处理；
步骤7：将生物修复的微生物菌剂投入土壤中，并按照质量比1:5向土壤中喷洒微生物生长营养液，翻耕土壤，使微生物菌剂、微生物生长营养液和土壤混合均匀，养护15天；
步骤8：将富含微生物的土壤上交叉混合种植超级富集重金属植物遏蓝菜、蜈蚣草和东南景天；
本实施例中，所述稳定固化剂包括以下重量组分的原料：氧化钙70份，飞灰40份，高炉熔渣3份，磷酸盐2份。
为了验证本发明对重金属污染土壤的修复效果，对实施例一至实施例三的方法进行功效试验，试验结果如表1所示。
表1实施例一至实施例三和对比文件的技术方案功效试验结果
Figure DEST_PATH_IMAGE001
从实施例及对比例的试验结果可发现，施用本发明修复重金属污染土壤的方法后，汞、 铅、镉、铬、砷、镍重金属的含量实施前后变化明显，按照实施例三的优选方法实施后，重金属的去除率可达到90%，整个土壤修复前期过程只需要一个月时间。微生物菌剂的添加可以增加土壤养分，提高土壤肥力，种植超级富集重金属植物遏蓝菜、蜈蚣草和东南景天后，可进一步促进重金属污染物的转化消减，成本低、操作简单，绿色环保无二次污染产生。

Claims (3)

1.一种联合修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：在重金属染土壤50～80cm深处铺设防渗膜；
步骤2：将固化稳定化剂与重金属污染土壤混合均匀，得混合体系；所述固化稳定化剂与重金属污染土壤的质量比为1:100～8:100之间；
所述固化稳定化剂包括以下重量组分的原料：氧化钙50～80重量份，飞灰30～50份，高炉熔渣1～5份，磷酸盐0.5～3份；
步骤3：向所述混合体系中加入水，使所述混合体系含水量为50%～65%，静置时间为15天；
步骤4：使用pH偏弱碱性7.5-8.5的水溶液对土壤进行淋洗2～3次至接近中性土壤；
所述弱碱性水溶液为碳酸钾的水溶液；
步骤5：使用清水再次对土壤进行淋洗3～5次；
步骤6：将土壤进行杀菌消毒处理；
所述杀菌消毒液为多菌灵，多菌灵的喷洒量为每立方米喷洒6升500倍液的多菌灵。
步骤7：将生物修复的微生物菌剂投入土壤中，并按照质量比1:3～5向土壤中喷洒微生物生长营养液，翻耕土壤，使微生物菌剂、微生物生长营养液和土壤混合均匀，养护8～15天；
所述微生物菌剂包括芽孢杆菌、类黄氢噬胞菌和球形红细菌。
步骤8：将富含微生物的土壤上交叉混合种植超级富集重金属植物；
所述超级富集重金属植物包括遏蓝菜、蜈蚣草和东南景天。
2.根据权利要求1所述的一种联合修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：所述固化稳定化剂包括以下重量组分的原料：氧化钙50～80重量份，飞灰30～50份，高炉熔渣1～5份，磷酸盐0.5～3份。
3.根据权利要求1所述的一种联合修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：所述弱酸性水溶液为磷酸与碳酸的混合水溶液。
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