CN105817470B - 利用多孔介质颗粒对重金属污染的土壤进行修复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用多孔介质颗粒对重金属污染的土壤进行修复的方法，该方法利用多孔介质颗粒作为土壤修复剂，在土壤表层以下一定深度位置加入该土壤修复剂，形成土壤修复剂层，用于吸附来自上层土壤内水分携带来的重金属元素。由于修复剂的集中层状放置，相比于分散放置方式，不仅完全阻断了重金属元素向土壤深部输运的途径，且便于后续将土壤修复剂从土壤中集中取出，降低了吸附重金属后的多孔介质原料的处理难度。本发明与现有技术对比，可以快速、高效、便捷脱除土壤中的重金属元素，经济可行。

Description

利用多孔介质颗粒对重金属污染的土壤进行修复的方法

技术领域

本发明涉及一种土壤修复方法，尤其涉及一种利用多孔介质颗粒对重金属污染的土壤进行修复的方法，属于土壤环境污染治理领域。

背景技术

土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。重金属是指密度在5.0以上的约45种元素。砷、硒是非金属，但它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将其列入重金属污染物的范围内。中国首次土壤普查显示，中国有近20％的耕地存在镉、砷、汞、铅、镍、铜等重金属超标，这些重金属可通过农作物吸收进入食物链，严重影响食品安全并危及人类健康。据了解，造成土壤重金属污染的原因复杂，包括工业排放、化肥农药使用及地矿开采等，通过物理和化学手段治理非常困难，也容易造成二次污染。

国际上科研人员非常重视对重金属污染治理方法研究，并开展广泛的研究工作。根据处理方式，处理后土壤位置是否改变，污染土壤治理技术可分为:原位治理和异位治理。异位治理环境风险较低，见效快且系统处理预测性较高，但成本高、对环境扰动大。相对来说，原位治理则更为经济实用，操作简单。根据治理工艺及原理的不同，污染土壤治理技术可分为：工程治理措施和物理化学修复两大类。工程治理措施主要包括：客土、换土、去表土和深耕翻土等措施；物理化学修复主要包括：固化/稳定化、电动修复、络合淋洗、蒸汽浸提、氧化还原、农业修复、生物修复等。针对土壤重金属污染的修复技术主要有：植物修复，原位化学淋洗，异位化学淋洗，土壤性能改良，固化修复技术，物理分离修复技术，玻璃化修复，热力学修复，热解析修复，电动力学修复，换土修复等。

开发简便易行的重金属污染土壤修复方法仍然是目前土壤环境治理的重要方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单易行、性能优越的针对被重金属污染的土壤进行修复的方法。

本发明的技术方案如下：

一致利用多孔介质颗粒对重金属污染的土壤进行修复的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)利用平均粒径为3～10mm的多孔介质颗粒作为土壤修复剂；

2)在土壤表层以下200～500mm深度位置，加入土壤修复剂，形成厚度为10～100mm的土壤修复剂层；

3)对土壤修复剂层以上的土壤层进行灌溉或者利用自然降雨，实现土壤中的重金属元素向土壤修复剂层的迁移；

4)当土壤修复剂层上部土壤重金属含量降低至要求值后，将土壤修复剂层及其上下10～50mm土壤层取出，实现对土壤的修复。

所述的利用多孔介质颗粒修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：所述多孔介质颗粒采用生物质焦炭、煤燃烧后的灰渣、煤颗粒、生物质颗粒、冶金矿渣颗粒、砖、沸石和沙子中的一种或几种的混合物。

本发明提供的重金属污染土壤修复方法可以改善土壤的结构，有效地提高土壤内离子交换能力，大幅降低土壤内重金属含量。由于土壤修复剂采用了层状集中放置方法，相比于分散放置方式，不仅完全阻断了重金属元素向土壤深部输运的途径，且便于土壤修复剂的集中取出。通过对土壤修复剂的集中取出，可降低重金属浓缩过程的能耗或者原料消耗，便于对吸附了重金属元素的多孔介质吸附剂原料处置。本发明采用了物理化学性能稳定的土壤修复剂，具有吸附过程稳定且作用时间长的效果。本发明在实际应用中，具有简单易行、便于大规模实施、成本低且环境效益巨大等优点。

具体实施方式

本发明提供的一种利用多孔介质颗粒对重金属污染的土壤进行修复的方法，其具体包括如下步骤：

1)利用平均粒径为3～10mm的多孔介质颗粒作为土壤修复剂；该多孔介质颗粒可以采用生物质焦炭、煤燃烧后的灰渣、煤颗粒、生物质颗粒、冶金矿渣颗粒、砖、沸石和沙子中的一种或几种的混合物。

2)在土壤表层以下200～500mm深度位置，加入土壤修复剂，形成厚度为10～100mm的土壤修复剂层；该土壤修复剂层不仅可以阻断重金属元素向土壤深部输运的途径，且便于土壤修复剂的集中取出；

3)对土壤修复剂层以上的土壤层进行灌溉或者利用自然降雨，通过灌溉或降雨，可有效地提高土壤内离子交换能力，大幅降低土壤内重金属含量，实现土壤中的重金属元素向土壤修复剂层的迁移；

4)当土壤修复剂层上部土壤重金属含量降低至要求值后，将土壤修复剂层及其上下10～50mm土壤层取出。要求值主要源于国家标准、地方标准、土地使用需求等。

下面举出一个具体的实施例以进一步阐述本发明所提出的方法及效果。

实施例：

采用生物质半焦作为土壤修复剂对土壤中重金属元素镉含量超标的土壤进行修复。该区域耕作采用了沟垄耕作方式，沟垄高度差约为300mm，为避免土壤修复剂层暴露出土壤表面，在垄顶部的土壤表层下400mm处加入生物质半焦，形成厚度为50mm的半焦修复剂层。土壤修复剂层上面土壤进行正常耕作。当地年平均降雨量为600mm，且进行了正常农业灌溉。12个月后进行土壤重金属检测，土壤修复剂层上部土壤层内的镉含量由原来的0.95mg/kg降低至0.15mg/kg，满足土壤重金属国家标准的要求。之后，先剥离修复剂层上部土壤，然后将修复剂层及其上下各20mm的总厚度为90mm生物质半焦与土壤混合层集中取出，最后将剥离的土壤原位恢复，至此完成该土壤的重金属污染修复。吸附了重金属的生物质半焦，经过干燥后，采用自热式焚烧法集中处理，将释放的重金属元素浓缩后作为危废品处置。

Claims (1)

1.一种利用多孔介质颗粒对重金属污染的土壤进行修复的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)利用平均粒径为3～10mm的多孔介质颗粒作为土壤修复剂；所述多孔介质颗粒采用生物质焦炭、煤燃烧后的灰渣、煤颗粒、生物质颗粒、冶金矿渣颗粒、砖、沸石和沙子中的一种或几种的混合物；

2)在土壤表层以下200～500mm深度位置，加入土壤修复剂，形成厚度为10～100mm的土壤修复剂层；

3)对土壤修复剂层以上的土壤层进行灌溉或者利用自然降雨，实现土壤中的重金属元素向土壤修复剂层的迁移；

4)当土壤修复剂层上部土壤重金属含量降低至要求值后，将土壤修复剂层及其上下10～50mm的土壤层取出，实现对土壤的修复。