CN104056855A - 一种污染土壤的修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤修复方法，属于土壤修复领域。所述方法包括：制备包括以下重量百分比成分的土壤修复剂：30％-40％的粉煤灰；2％-5％的吸水剂，余量为城市污泥；将土壤修复剂与污染土壤混拌，并在温度高于0℃下静置60-80小时，使所述含有土壤修复剂的污染土壤的含水率为30-40％，pH大于7，从而达到对污染土壤进行修复的目的。城市污泥能够供给污染土壤大量的有机质和营养成分，提高污染土壤的肥力；吸水粉化后的粉煤灰不仅能消除城市污泥中的病原菌，对其无害化处理，还能对污染土壤疏松，提高其蓄水能力。本发明对城市污泥及粉煤灰进行了资源化利用，不仅减少了城市污泥及粉煤灰对环境的污染，还减少了污染土壤的修复成本，达到经济效益和社会效益的双赢。

Description

一种污染土壤的修复方法

技术领域

本发明涉及土壤修复领域，特别涉及一种污染土壤的修复方法。

背景技术

土壤是一种不可缺少、难以再生的自然资源，主要由矿物质、有机质、土壤生物、水分、空气、氧化的腐殖质等成分组成，其不仅能为植物提供必需的营养和水分，也是土壤动物赖以生存的栖息场所。然而近年来，由于矿产资源的不合理开采、滥用化肥及农药、对土壤的长期污水灌溉和污泥施用等原因，土壤污染及退化愈来愈烈，对生态环境造成严重破坏。因此，有必要提供一种污染土壤的修复方法。

现有技术通过将45-55重量份的有机肥、3-5重量份的螯合锌、38-44重量份的麦饭石和4-6重量份的微生物菌剂混合制成土壤修复剂，并根据土壤受损程度，将相应量的土壤修复剂施入污染土壤中，来对废弃地、盐碱地、化肥和农药污染土壤进行修复，使其达到GB15618-1995一级或二级标准。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术使用的土壤修复剂对污染土壤的修复成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种成本较低的土壤修复方法。为了解决上述技术问题，提供以下的技术方案：

为了解决现有技术修复成本较高的问题，本发明实施例提供了一种土壤修复方法。所述技术方案如下：

一种污染土壤的修复方法，所述方法包括：

步骤a、制备土壤修复剂，所述土壤修复剂包括以下重量百分比的成分：30％-40％的粉煤灰；2％-5％的吸水剂，余量为城市污泥；

步骤b、将所述土壤修复剂与所述污染土壤进行混拌，得到含有土壤修复剂的污染土壤；

步骤c、在温度高于0℃的条件下，将所述含有土壤修复剂的污染土壤静置60-80小时，使所述含有土壤修复剂的污染土壤的含水率为30-40％，pH为7-10，得到改良土壤。

具体地，作为优选，所述吸水剂为碱石灰、生石灰和无水氯化钙中的至少一种。

具体地，作为优选，所述步骤a中，所述制备土壤修复剂为：

将重量百分比分别为30％-40％的粉煤灰、2％-5％的吸水剂以及余量的城市污泥混合搅拌均匀，并在阴凉环境中，于50-60℃下进行堆肥处理，得到所述土壤修复剂。

具体地，作为优选，所述粉煤灰为高钙粉煤灰。

具体地，作为优选，所述高钙粉煤灰中氧化钙的重量百分比为15％-35％。

具体地，作为优选，所述高钙粉煤灰中游离钙的重量百分比为0.2％-0.4％。

具体地，作为优选，所述步骤b中，所述含有土壤修复剂的污染土壤中，所述土壤修复剂与所述污染土壤的质量比为1:2-2.5。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供了一种污染土壤的修复方法，通过在温度高于0℃的条件下，将重量百分比分别为30％-40％的粉煤灰；2％-5％的吸水剂以及余量的城市污泥与污染土壤进行混拌，并静置60-80小时，使含有土壤修复剂的污染土壤的含水率为30-40％，从而达到对污染土壤进行修复的目的。城市污泥能够供给污染土壤大量的有机质和营养成分，提高污染土壤的肥力；吸水粉化后的粉煤灰不仅能够消除城市污泥中的病原菌，对城市污泥进行无害化处理，而且还能对污染土壤进行疏松，提高污染土壤的蓄水能力，改善污染土壤的物理性质。可见，本发明对城市污泥及粉煤灰进行了资源化利用，一方面，减少了城市污泥及粉煤灰对生态环境的污染，另一方面，减少了污染土壤的修复成本，达到经济效益和社会效益的双赢。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施方式提供的污染土壤的修复方法流程图；

图2是本发明又一实施方式提供的污染土壤的修复方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

我国地域辽阔，由于盐碱干枯的土地无法种植植物，而目前已有的土地经过多年的耕种，变得容易板结。可见这些相当大部分污染土地均不利于农作物或其他植物的生长。而近年来，一方面，由于城市污水处理量大幅增长，而城市污泥作为城市污水处理的伴生物，其含有大量的有机物、病原菌等有毒有害成分。另一方面，全国电厂每年都要排出大量的粉煤灰，各大城市电厂均有很大的储量，其堆放占用了大量了土地资源。

发明人研究发现，粉煤灰能够吸收城市污泥中的水并反应生成氢氧化钙，同时释放大量的热，在热作用下，氢氧化钙分解，使环境碱化，从而杀死城市污泥中的大量病原菌，对城市污泥进行无害化处理，并保留城市污泥中的有机物。而且粉煤灰具有遇水粉化但其颗粒比土壤中粘土颗粒大的特性，通过向污染土壤中加入粉煤灰，将使污染土壤更加松散，更利于使植物获得充分的氧气和养分，增强植物根部吸收水分和营养的能力，促使植物快速生长。此外，粉煤灰中的钙和无害化城市污泥中的有机物均可作为土壤的养料成分，将其用于植物栽培，不需再额外加入化肥即可满足植物生长需求。

基于上述，本发明实施方式提供了一种污染土壤的修复方法，附图1为该制备方法流程图。如附图1所示，该方法包括：

步骤101、制备土壤修复剂，所述土壤修复剂包括以下重量百分比的成分：30％-40％的粉煤灰；2％-5％的吸水剂，余量为城市污泥。

为了保证土壤修复剂中城市污泥完全无害化，本发明中土壤修复剂包括以下重量百分比的成分：30％-40％的粉煤灰；2％-5％的吸水剂，余量为城市污泥。

作为优选，所述吸水剂为碱石灰、生石灰和无水氯化钙中的至少一种。为了使粉煤灰能够大量吸收城市污泥中的大量水分，以促进粉煤灰中的氧化钙和游离钙与城市污泥中的水反应，并热分解，从而破坏城市污泥中病原菌的细胞体，使其无害化，并使城市污泥快速固化，本发明将吸水剂限定为碱石灰、生石灰和无水氯化钙中的至少一种。进一步地，上述吸水剂还可作为营养物质以供生长所需。

步骤102、将步骤101中土壤修复剂与污染土壤进行混拌，得到含有土壤修复剂的污染土壤。

步骤103、在温度高于0℃的条件下，将步骤102中含有土壤修复剂的污染土壤静置60-80小时，使含有土壤修复剂的污染土壤的含水率为30-40％，pH为7-10，得到改良土壤。

当土壤中的水分含量比较高的时候，植物中的水分会通过根系的膜进入植物的体内伴随着土壤中大量的无机营养元素。但是当土壤中的水分含量不足时，植物根系中的浓度就低于外界的生长环境，这使得活动主要是根系通往土壤环境中的比较多，而土壤中的元素进入植物体内的则是偏少，不利于植物的生长。所以本发明步骤104中，通过将步骤103中含有土壤修复剂的污染土壤静置60-80小时，优选70小时，使污染土壤进行收水，直至含有土壤修复剂的污染土壤的含水率为30-40％，得到改良土壤，从而对污染土壤进行修复。

通过混合指示剂比色法或电位测定法测定污染土壤的pH值。控制污染土壤的pH值为7-10，其目的是保证将城市污泥中的病原菌全部杀死，使其无害化。

城市污泥能够供给污染土壤大量的有机质和营养成分，提高污染土壤的肥力；吸水粉化后的粉煤灰不仅能够消除城市污泥中的病原菌，对城市污泥进行无害化处理，而且还能对污染土壤进行疏松，提高污染土壤的蓄水能力，改善污染土壤的物理性质。可见，本发明提供的方法不仅对城市污泥及粉煤灰进行了资源化利用，解决了城市污泥及粉煤灰储存问题的同时，减少了其对生态环境的污染；而且显著减少了污染土壤的修复成本，达到了经济效益和社会效益的双赢。

进一步地，本发明实施方式还提供了一种污染土壤的修复方法，附图2为该制备方法流程图。如附图2所示，该方法包括：

步骤201、将重量百分比分别为30％-40％的粉煤灰、2％-5％的吸水剂以及余量的城市污泥混合搅拌均匀，并在阴凉环境中，于50-60℃下进行堆肥处理，得到土壤修复剂。

其中，为了提高粉煤灰中的钙含量，保证粉煤灰与城市污泥的反应迅速完全，本发明将粉煤灰限定为高钙粉煤灰。具体地，该高钙粉煤灰中氧化钙的重量百分比为15％-35％；游离钙的重量百分比为0.2％-0.4％。

步骤202、将步骤201中土壤修复剂与污染土壤混拌均匀，控制土壤修复剂与污染土壤的质量比为1:2-2.5，得到含有土壤修复剂的污染土壤。

步骤202中，为了提高污染土壤的疏松度，控制土壤修复剂与污染土壤的质量比为1:2-2.5。

步骤203、在温度高于0℃的条件下，将步骤203中含有土壤修复剂的污染土壤静置60-80小时，使含有土壤修复剂的污染土壤的含水率为30-40％，pH为7-10，得到改良土壤。

以下将通过具体实施例进一步地说明本发明。

实施例1

步骤a、将重量百分比分别为30％的高钙粉煤灰、2.5％的碱石灰以及余量的城市污泥混合搅拌均匀，并在阴凉环境中，于50℃下进行堆肥处理，得到土壤修复剂。

其中，高钙粉煤灰中氧化钙的重量百分比为18％；游离钙的重量百分比为0.4％。

步骤b、将步骤a中土壤修复剂与污染土壤进行混拌，控制土壤修复剂与污染土壤的质量比为1：2.1，得到含有土壤修复剂的污染土壤；

步骤c、在温度高于0℃的条件下，将步骤b中含有土壤修复剂的污染土壤静置68小时，使所述含有土壤修复剂的污染土壤的含水率为32％，pH为8，得到改良土壤，从而对污染土壤进行修复。

实施例2

步骤a、将重量百分比分别为35％的高钙粉煤灰、2％的生石灰以及余量的城市污泥混合搅拌均匀，并在阴凉环境中，于55℃下进行堆肥处理，得到土壤修复剂。

其中，高钙粉煤灰中氧化钙的重量百分比为35％；游离钙的重量百分比为0.3％。

步骤b、将步骤a中土壤修复剂与污染土壤进行混拌，控制土壤修复剂与污染土壤的质量比为1：2.2，得到含有土壤修复剂的污染土壤；

步骤c、在温度高于0℃的条件下，将步骤b中含有土壤修复剂的污染土壤静置60小时，使所述含有土壤修复剂的污染土壤的含水率为30％，pH为7，得到改良土壤，从而对污染土壤进行修复。

实施例3

步骤a、将重量百分比分别为40％的高钙粉煤灰、3.6％的无水氯化钙以及余量的城市污泥混合搅拌均匀，并在阴凉环境中，于60℃下进行堆肥处理，得到土壤修复剂。

其中，高钙粉煤灰中氧化钙的重量百分比为15％；游离钙的重量百分比为0.35％。

步骤b、将步骤a中土壤修复剂与污染土壤进行混拌，控制土壤修复剂与污染土壤的质量比为1：2.5，得到含有土壤修复剂的污染土壤；

步骤c、在温度高于0℃的条件下，将步骤b中含有土壤修复剂的污染土壤静置70小时，使所述含有土壤修复剂的污染土壤的含水率为30％，pH为9，得到改良土壤，从而对污染土壤进行修复。

实施例4

步骤a、将重量百分比分别为38％的高钙粉煤灰、5％的碱石灰与生石灰的混合物以及余量的城市污泥混合搅拌均匀，并在阴凉环境中，于52℃下进行堆肥处理，得到土壤修复剂。

其中，高钙粉煤灰中氧化钙的重量百分比为20％；游离钙的重量百分比为0.2％。

步骤b、将步骤a中土壤修复剂与污染土壤进行混拌，控制土壤修复剂与污染土壤的质量比为1：2.0，pH为10，得到含有土壤修复剂的污染土壤；

步骤c、在温度高于0℃的条件下，将步骤b中含有土壤修复剂的污染土壤静置80小时，使所述含有土壤修复剂的污染土壤的含水率为40％，pH为10，得到改良土壤，从而对污染土壤进行修复。

实施例5

本实施例根据GB15618-1995(土壤环境质量标准)、国家环保局的《环境监测分析方法》、《土壤元素的近代分析方法》(中国环境监测总站编)对本发

实施例1-4制备得到的改良土壤的理化指标进行了测定，结果如表1所示：

表1改良土壤的理化指标

由表1可知，通过本发明实施例1-4提供的方法制备的改良土壤的各理化指标均得到了明显改善，土壤中镉、汞、砷、铅等重金属含量得到显著降低；孔隙率得到提高，提高了土壤的疏松度，使其通气性和保水性得以增强；改善了土壤中速效氮磷钾的含量，提高了土壤中的养分，为植物的生长提供了合适的环境。

实施例6

本实施例通过将本发明实施例3制备的改良土壤铺于污染土地的表面，保持改良土壤高于污染土地的表面40-70公分，然后在上述改良土壤中种植植物，作为试验田。同时在未铺加改良土壤的污染土地(对照试验田)上也种植上述植物。保持上述两个试验田的植物生长过程中的操作条件一致。其中，植物品种选择了玉米、高粱、地瓜、香瓜四个品种。上述植物收获后的平均亩产量(公斤)结果如表2所示：

表2

如表2可知，在本发明提供的改良土壤中种植的植物长势良好，其产量明显高于原污染土壤中种植的植物的产量。可见，本发明提供的方法具有明显的经济效益，利于规模化推广使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种污染土壤的修复方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤a、制备土壤修复剂，所述土壤修复剂包括以下重量百分比的成分：30％-40％的粉煤灰；2％-5％的吸水剂，余量为城市污泥；

步骤b、将所述土壤修复剂与所述污染土壤进行混拌，得到含有土壤修复剂的污染土壤；

步骤c、在温度高于0℃的条件下，将所述含有土壤修复剂的污染土壤静置60-80小时，使所述含有土壤修复剂的污染土壤的含水率为30-40％，pH大于7，得到改良土壤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸水剂为碱石灰、生石灰和无水氯化钙中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中，所述制备土壤修复剂为：

将重量百分比分别为30％-40％的粉煤灰、2％-5％的吸水剂以及余量的城市污泥混合搅拌均匀，并在阴凉环境中，于50-60℃下进行堆肥处理，得到所述土壤修复剂。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述粉煤灰为高钙粉煤灰。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述高钙粉煤灰中氧化钙的重量百分比为15％-35％。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述高钙粉煤灰中游离钙的重量百分比为0.2％-0.4％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中，所述含有土壤修复剂的污染土壤中，所述土壤修复剂与所述污染土壤的质量比为1:2-2.5。