CN106734184A - 一种重金属污染土壤的原位修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种重金属污染土壤的原位修复方法，根据重金属污染土壤的特性选择合适的秸秆粉碎物、草炭、改性木质素、豆科植物根茎叶壳废弃物，化学吸附剂及微生物菌剂进行优化组合，并按一定的方法将各种原料配制在一起进行对土壤进行原味修复，首先秸秆粉碎物、草炭、改性木质素、豆科植物根茎叶壳废弃物在其他化学药剂的作用下分离出来，结合化学吸附剂的辅助协调作用，再辅以各微生物在其生长过程中产生有用物质及其分泌物形成相互生长的基质和原料，并通过相互共生、增殖关系形成一个组成复杂、结构稳定、功能广泛的具有多种多样细菌的微生物群落，在含有重金属的土壤的净化过程中互惠互利，发挥其最大的联合优势，具有高效的处理效果，且成本低廉，经济效益显著。

Description

一种重金属污染土壤的原位修复方法
技术领域
本发明涉及一种土壤污染修复方法，尤其是涉及一种重金属污染土壤的原位修复方法及其应用。
背景技术
重金属污染，指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。重金属具有不易移动溶解的特性，进入生物体后不能被排出，会造成慢性中毒。与其他有机化合物的污染不同，重金属具有富集性，重金属污染很难自然降解，如铅、镉等重金属进入土壤环境，会长期蓄积并破坏土壤的自净能力，使土壤成为污染物的“储存库”。在这类土地上种植农作物，重金属能被植物根系吸收，造成农作物减产或产出重金属“毒粮食”、“毒蔬菜”。环保部文件显示，在对我国30万公顷基本农田保护区土壤有害重金属抽样监测时发现，有36万公顷土壤重金属超标，超标率达12.1％。国土资源部统计表明，目前全国耕种土地面积的10％以上已受重金属污染。与大气和水污染相比，土壤修复显得更加困难，目前，世界各国针对重金属污染土壤提出的修复措施有很多种，污染土壤修复主要包括两大原理：遏制与去除，基于上述两大原理，污染土壤修复主要有隔离包埋、固化稳定、热冶分离、化学稳定、电动修复、客土和翻土、土壤淋洗及生物修复等，但每种措施都存在一定的应用局限性，并存在或多或少的其他问题，其中有些甚至是难以克服的技术难点。
若能提供一种方便应用，可与日常的土壤耕作相配合使用的逐渐改善土壤重金属污染情况并对其进行修复的原位修复方法，是一项值得研究的课题。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术中所存在的重金属污染土壤的普通处理方法效果不好的问题，本发明提出了一种高效、成本低廉的重金属污染土壤的原位修复方法。
技术方案：为达以上目的，本发明采取以下技术方案：一种重金属污染土壤的原位修复方法，包括如下步骤：
(1)以重量计算按以下配方准备修复原料：18-25份秸秆粉碎物、3-9份改性木质素、12-18份草炭、6-12份豆科植物根茎叶壳废弃物、13-18份高岭土、13-15份次氯酸盐、3-6份氢氧化钙、4-9份巯基树脂、1-5份脱色剂、5-10份生物酶、16-25份微生物菌、3-5份食用菌渣；
其中微生物菌包含质量比为2:6:3的节杆菌、赤霉菌和芽孢杆菌，单种菌的每克培养基中均含有不低于2.0亿个活性菌；
(2)首先取三分之一量的秸秆粉碎物、草炭、豆科植物根茎叶壳废弃物、食用菌渣的混合物粉碎至1-2cm与高岭土均匀混合作为载体，将几种微生物菌采用固体培养的方式在上述载体上进行培养，置于35-40℃的环境下进行培养10d以上备用；
(3)取改性木质素、次氯酸盐、氢氧化钙、巯基树脂置于水中搅拌均匀至溶解完全，拌入余量的秸秆粉碎物、草炭、豆科植物根茎叶壳废弃物、食用菌渣的混合物中去混合搅拌均匀备用；
(4)开始进行土壤修复时，将步骤(2)和步骤(3)制作备用的混合物混在一起，并加入所需量的脱色剂和生物酶投入土壤中，按20-50kg/亩的投入量制备分为三份，分三次拌入土壤中，同时深耕土壤混合均匀，每次投入时间间隔5-8d。
更为优选的，所述秸秆粉碎物选择杂草种子的作物秸秆。
更为优选的，所述改性木质素是通过酸洗对其进行改性的。
更为优选的，所述芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌。
更为优选的，所述脱色剂为无水硫酸铝、颗粒活性炭、膨润土三者质量比为2:1:2的混合物。
更为优选的，所述豆科植物根茎叶壳废弃物选择豆科植物根的废弃物。
更为优选的，所述生物酶为过氧化氢酶。
更为优选的，所述食用菌渣选自香菇、草菇、蘑菇、木耳、银耳、猴头中的至少三种。
有益效果：本发明提供的一种重金属污染土壤的原位修复方法，根据重金属污染土壤的特性选择合适的秸秆粉碎物、草炭、改性木质素、豆科植物根茎叶壳废弃物，化学吸附剂及微生物菌剂进行优化组合，并按一定的方法将各种原料配制在一起进行对土壤进行原味修复，首先秸秆粉碎物、草炭、改性木质素、豆科植物根茎叶壳废弃物在其他化学药剂的作用下分离出来，结合化学吸附剂的辅助协调作用，再辅以各微生物在其生长过程中产生有用物质及其分泌物形成相互生长的基质和原料，并通过相互共生、增殖关系形成一个组成复杂、结构稳定、功能广泛的具有多种多样细菌的微生物群落，在含有重金属的土壤的净化过程中互惠互利，发挥其最大的联合优势，具有高效的处理效果，且成本低廉，经济效益显著。
具体实施方式
实施例1：
一种重金属污染土壤的原位修复方法，包括如下步骤：
(1)以重量计算按以下配方准备修复原料：18份秸秆粉碎物、3份改性木质素、12份草炭、6份豆科植物根茎叶壳废弃物、13份高岭土、13份次氯酸盐、3份氢氧化钙、4份巯基树脂、1份脱色剂、5份生物酶、16份微生物菌、3份食用菌渣；
其中微生物菌包含质量比为2:6:3的节杆菌、赤霉菌和枯草芽孢杆菌，单种菌的每克培养基中均含有不低于2.0亿个活性菌；所述秸秆粉碎物选择杂草种子的作物秸秆；所述改性木质素是通过酸洗对其进行改性的；所述脱色剂为无水硫酸铝、颗粒活性炭、膨润土三者质量比为2:1:2的混合物；所述豆科植物根茎叶壳废弃物选择豆科植物根的废弃物；所述食用菌渣为香菇、草菇、蘑菇的混合物；
(2)首先取三分之一量的秸秆粉碎物、草炭、豆科植物根茎叶壳废弃物、食用菌渣的混合物粉碎至1-2cm与高岭土均匀混合作为载体，将几种微生物菌采用固体培养的方式在上述载体上进行培养，置于35-40℃的环境下进行培养10d以上备用；
(3)取改性木质素、次氯酸盐、氢氧化钙、巯基树脂置于水中搅拌均匀至溶解完全，拌入余量的秸秆粉碎物、草炭、豆科植物根茎叶壳废弃物、食用菌渣的混合物中去混合搅拌均匀备用；
(4)开始进行土壤修复时，将步骤(2)和步骤(3)制作备用的混合物混在一起，并加入所需量的脱色剂和生物酶投入土壤中，按20kg/亩的投入量制备分为三份，分三次拌入土壤中，同时深耕土壤混合均匀，每次投入时间间隔5d。
实施例2：
一种重金属污染土壤的原位修复方法，包括如下步骤：
(1)以重量计算按以下配方准备修复原料：25份秸秆粉碎物、9份改性木质素、18份草炭、12份豆科植物根茎叶壳废弃物、18份高岭土、15份次氯酸盐、6份氢氧化钙、9份巯基树脂、1-5份脱色剂、10份生物酶、25份微生物菌、5份食用菌渣；
其中微生物菌包含质量比为2:6:3的节杆菌、赤霉菌和枯草芽孢杆菌，单种菌的每克培养基中均含有不低于2.0亿个活性菌；所述秸秆粉碎物选择杂草种子的作物秸秆；所述改性木质素是通过酸洗对其进行改性的；所述脱色剂为无水硫酸铝、颗粒活性炭、膨润土三者质量比为2:1:2的混合物；所述豆科植物根茎叶壳废弃物选择豆科植物根的废弃物；所述生物酶为过氧化氢酶；所述食用菌渣为蘑菇、木耳、银耳的混合物；
(2)首先取三分之一量的秸秆粉碎物、草炭、豆科植物根茎叶壳废弃物、食用菌渣的混合物粉碎至1-2cm与高岭土均匀混合作为载体，将几种微生物菌采用固体培养的方式在上述载体上进行培养，置于35-40℃的环境下进行培养10d以上备用；
(3)取改性木质素、次氯酸盐、氢氧化钙、巯基树脂置于水中搅拌均匀至溶解完全，拌入余量的秸秆粉碎物、草炭、豆科植物根茎叶壳废弃物、食用菌渣的混合物中去混合搅拌均匀备用；
(4)开始进行土壤修复时，将步骤(2)和步骤(3)制作备用的混合物混在一起，并加入所需量的脱色剂和生物酶投入土壤中，按50kg/亩的投入量制备分为三份，分三次拌入土壤中，同时深耕土壤混合均匀，每次投入时间间隔8d。
实施例3：
一种重金属污染土壤的原位修复方法，包括如下步骤：
(1)以重量计算按以下配方准备修复原料：22份秸秆粉碎物、6份改性木质素、15份草炭、9份豆科植物根茎叶壳废弃物、15份高岭土、14份次氯酸盐、5份氢氧化钙、7份巯基树脂、3份脱色剂、8份生物酶、20份微生物菌、4份食用菌渣；
其中微生物菌包含质量比为2:6:3的节杆菌、赤霉菌和枯草芽孢杆菌，单种菌的每克培养基中均含有不低于2.0亿个活性菌；所述秸秆粉碎物选择杂草种子的作物秸秆；所述改性木质素是通过酸洗对其进行改性的；所述脱色剂为无水硫酸铝、颗粒活性炭、膨润土三者质量比为2:1:2的混合物；所述豆科植物根茎叶壳废弃物选择豆科植物根的废弃物；所述生物酶为过氧化氢酶；所述食用菌渣为蘑菇、银耳、猴头的混合物；
(2)首先取三分之一量的秸秆粉碎物、草炭、豆科植物根茎叶壳废弃物、食用菌渣的混合物粉碎至1-2cm与高岭土均匀混合作为载体，将几种微生物菌采用固体培养的方式在上述载体上进行培养，置于35-40℃的环境下进行培养10d以上备用；
(3)取改性木质素、次氯酸盐、氢氧化钙、巯基树脂置于水中搅拌均匀至溶解完全，拌入余量的秸秆粉碎物、草炭、豆科植物根茎叶壳废弃物、食用菌渣的混合物中去混合搅拌均匀备用；
(4)开始进行土壤修复时，将步骤(2)和步骤(3)制作备用的混合物混在一起，并加入所需量的脱色剂和生物酶投入土壤中，按20-50kg/亩的投入量制备分为三份，分三次拌入土壤中，同时深耕土壤混合均匀，每次投入时间间隔6d。
使用上述实施例1-3的原位修复方法对江苏省镇江市某含重金属污染的土壤进行小实处理，施用后三个月进行测量，其中施用前对土壤中各重金属含量也进行了测试，其中Cu2+为267mg/L，Cd2+为270mg/L，Ni2+为851mg/L，930为9mg/L；经过处理后的测量指标如表1所示：
表1：实施例1-3的修复剂处理后土壤中重金属去除率
Cu2+ Cd2+ Ni2+ 铬
实施例1 88.4％ 87.4％ 86.4％ 89.4％
实施例2 85.5％ 85.6％ 83.9％ 88.3％
实施例3 86.5％ 86.6％ 85.2％ 87.7％
如上表所示，使用本发明实施例1-3的原位修复方法进行修复处理后各种重金属都有了明显的去除效果，由此可见，本发明一种重金属污染土壤的原位修复方法具有高效的处理效果，且操作方便，原料成本和人工成本低，经济效益显著。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种重金属污染土壤的原位修复方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)以重量计算按以下配方准备修复原料：18-25份秸秆粉碎物、3-9份改性木质素、12-18份草炭、6-12份豆科植物根茎叶壳废弃物、13-18份高岭土、13-15份次氯酸盐、3-6份氢氧化钙、4-9份巯基树脂、1-5份脱色剂、5-10份生物酶、16-25份微生物菌、3-5份食用菌渣；
其中微生物菌包含质量比为2:6:3的节杆菌、赤霉菌和芽孢杆菌，单种菌的每克培养基中均含有不低于2.0亿个活性菌；
(2)首先取三分之一量的秸秆粉碎物、草炭、豆科植物根茎叶壳废弃物、食用菌渣的混合物粉碎至1-2cm与高岭土均匀混合作为载体，将几种微生物菌采用固体培养的方式在上述载体上进行培养，置于35-40℃的环境下进行培养10d以上备用；
(3)取改性木质素、次氯酸盐、氢氧化钙、巯基树脂置于水中搅拌均匀至溶解完全，拌入余量的秸秆粉碎物、草炭、豆科植物根茎叶壳废弃物、食用菌渣的混合物中去混合搅拌均匀备用；
(4)开始进行土壤修复时，将步骤(2)和步骤(3)制作备用的混合物混在一起，并加入所需量的脱色剂和生物酶投入土壤中，按20-50kg/亩的投入量制备分为三份，分三次拌入土壤中，同时深耕土壤混合均匀，每次投入时间间隔5-8d。
2.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的原位修复方法，其特征在于：所述秸秆粉碎物选择杂草种子的作物秸秆。
3.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的原位修复方法，其特征在于：所述改性木质素是通过酸洗对其进行改性的。
4.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的原位修复方法，其特征在于：所述芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌。
5.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的原位修复方法，其特征在于：所述脱色剂为无水硫酸铝、颗粒活性炭、膨润土三者质量比为2:1:2的混合物。
6.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的原位修复方法，其特征在于：所述豆科植物根茎叶壳废弃物选择豆科植物根的废弃物。
7.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的原位修复方法，其特征在于：所述生物酶为过氧化氢酶。
8.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的原位修复方法，其特征在于：所述食用菌渣选自香菇、草菇、蘑菇、木耳、银耳、猴头中的至少三种。
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