CN106734185A - 一种土壤修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤修复方法，包括如下步骤：微生物修复，用微生物菌剂和腐植酸的混合物对污染土壤进行微生物修复，其中微生物菌剂与腐植酸按(1‑5):(95‑99)的重量比混合，所述混合物与污染土壤按(1‑10):(90‑99)的重量比混合均匀；蚯蚓修复，污染土壤在进行微生物修复后，加入蚯蚓进行修复。本发明更快实现有机污染物的降解和消除，及重金属的钝化和富集去除。

Description

一种土壤修复方法

技术领域

本发明涉及污染土壤修复技术领域，尤其涉及一种土壤修复方法。

背景技术

近年来，湖南“镉大米”、“常州外国语学校”等一系列时间暴露出我国土壤污染防治形势严峻，拷问当前我国土壤污染治理现状。当前我国土壤环境总体状况不乐观，从国家公布数据来看，污染超标率已达15％以上，工矿业废弃地土壤环境问题突出，耕地土壤环境问题不容忽视。

2005年-2013年，环保部和国土资源部，历经8年实地调查面积达630万平方公里的土壤，调查结果显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿废弃地土壤问题突出。全国土壤总的点位超标率约16.1％，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别是11.2％、2.3％、1.5％和1.1％。

土壤污染目前分为重金属污染、有机污染物污染、土壤生物污染和放射性物质污染，按照污染土地曾经使用用途分类，又分为耕地土壤污染、矿业土壤污染、城市用地污染(棕地污染)，其中棕地大会上，将矿业污染和耕地土壤污染归为农用地污染。目前国内80％的土壤修复项目为棕色地块修复，且大多与房地产开发息息相关。修复方法且都是较为简单直接的客土法、隔离法、水泥窑协同法、异位常温或热解等技术，这些技术或多或少存在着能耗高、药剂、二次污染等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种土壤修复方法，主要目的是更快实现有机污染物的降解和消除，及重金属的钝化和富集去除。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种土壤修复方法，包括如下步骤：

微生物修复，用微生物菌剂和腐植酸的混合物对污染土壤进行微生物修复，其中微生物菌剂与腐植酸按(1-5):(95-99)的重量比混合，所述混合物与污染土壤按(1-10):(90-99)的重量比混合均匀；

蚯蚓修复，污染土壤在进行微生物修复后，加入蚯蚓进行修复。

作为优选，所述污染土壤在修复前先进行破碎预处理，破碎后土壤颗粒为1mm-10mm。

作为优选，微生物修复过程中，污染土壤的含水量按重量百分比计为20％-60％。污染土壤的含水量按重量百分比计优选为30％-45％。

作为优选，微生物修复采用原位翻料或堆置，采用堆置时，堆置的宽度为1.5m-2.5m，高度为0.8m-1.4m。

作为优选，微生物修复过程中，加入微生物菌剂和腐植酸的混合物的污染土壤进行覆盖，以保温保湿，采用堆置时，物料置于密闭且带有气体回收装置的空间。

作为优选，所述蚯蚓的加入量如下：原位修复时，按污染土壤的表面积计为0.5kg/m²-1.5kg/m²；堆置修复时，按污染土壤的总重量计为0.5-3kg/吨。

作为优选，蚯蚓修复过程中，污染土壤的含水量按重量百分比计为10％-20％，温度为20℃-35℃。

作为优选，所述微生物菌剂中包括侧孢芽孢杆菌、嗜冷菌、细黄链霉菌和黄孢原毛平革菌，其中侧孢芽孢杆菌1-5×10¹⁰cfu/g，嗜冷菌0.5-3.5×10⁹cfu/g，细黄链霉菌0.1-5×10⁸cfu/g，黄孢原毛平革菌0.8-3.6×10⁸cfu/g。

作为优选，所述腐殖酸中，有机质的质量百分含量至少为50％，生物腐殖酸的质量百分含量至少为20％，易氧化有机质的质量百分含量至少为10％。所述腐殖酸由微生物发酵园林废弃物、餐厨垃圾或其他有机废物得到。

作为优选，采用堆置时，对污染土壤进行隔离处理。优选为，采用HDPE防渗膜进行隔离处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明实施例提供的一种土壤修复方法利用腐植酸对土壤中微生物进行激活和强化，使得微生物对污染物的降解能力和效率大大提高，然后通过加入的蚯蚓进一步对有机污染物进行消解，去除部分重金属，同时蚯蚓粪还可以提高土壤肥力，使得修复后的土壤能够具备很好的种植特性，实现优质化利用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

本发明中的百分比如无特殊说明，均为重量百分比。

一种土壤修复方法，主要包括微生物修复和蚯蚓修复两阶段，其中微生物修复为污染土壤中加入微生物菌剂和腐植酸的混合物。

本发明实施例提供的一种土壤修复方法利用腐植酸对土壤中微生物进行激活和强化，使得微生物对污染物的降解能力和效率大大提高，然后通过加入的蚯蚓进一步对有机污染物进行消解，去除部分重金属，同时蚯蚓粪还可以提高土壤肥力，使得修复后的土壤能够具备很好的种植特性，实现优质化利用。

本发明方法具体实施时，先根据土壤污染物的性质和污染严重程度，确定微生物菌剂和腐植酸的添加量，一般微生物菌剂与腐植酸按(1-5):(95-99)的重量比混合，混合物与污染土壤按(1-10):(90-99)的重量比混合均匀。微生物菌剂中包含的菌种及含量优选如下：侧孢芽孢杆菌1-5×10¹⁰cfu/g，嗜冷菌0.5-3.5×10⁹cfu/g，细黄链霉菌0.1-5×10⁸cfu/g，黄孢原毛平革菌0.8-3.6×10⁸cfu/g。当然，也可从现有技术中选取效果较优的微生物菌剂与腐植酸混合。而蚯蚓(可采用太平二号品种)的添加量在原位修复时，按污染土壤的表面积计为0.5kg/m²-1.5kg/m²；堆置修复时，按污染土壤的总重量计为0.5-3kg/吨。在进行修复之前，应对污染土壤进行破碎预处理，破碎粒径小于1cm，土壤颗粒在1mm-10mm之间。土壤颗粒过大或过小均影响修复效果。修复时，可以采用原位翻料或堆置。加入微生物菌剂与腐植酸的混合物进行修复时，如果土壤含水量(重量百分含量，下同)一般控制在20％-60％之间，如果含水量低于20％则需要少量洒水。控制土壤含水量较优的范围为30％-45％。修复过程中最好进行覆盖，利用保温和保湿。如果是堆置，可以在带有气体回收装置的密闭空间内进行，从而实现对土壤污染有机物有易挥发或释放有毒气体进行气体收集和处理。堆置时的堆放标准为宽度(占地宽度)1.5-2.5m，高度为0.8-1.4m，长度根据物料总量确定。

下面通过采用本发明实施例的方法对不同污染土壤进行修复为例，对本发明实施例的土壤修复方法及其效果进行说明。以下实施例中土壤破碎后的颗粒基本在1mm-10mm之间分布。

将一块石油污染土地(污染土壤中石油的重量百分含量为5％)分为4个区域，其中分别采用本发明实施例1的方法和三个对比例(对比例1-1、对比例1-2和对比例1-3)的方法进行修复。

实施例1

将微生物菌剂与腐植酸进行混合，微生物占混合物的重量百分比为2％，混合方式采用机械混合。

微生物菌剂中菌种及含量为：侧孢芽孢杆菌1×10¹⁰cfu/g、嗜冷菌2.5×10⁹cfu/g、细黄链霉菌3.8×10⁸cfu/g、黄孢原毛平革菌2.2×10⁸cfu/g。

将微生物菌剂与腐植酸混合后的混合物料与5％石油污染的土壤进行混合，混合物料与污染土壤的比例为3重量份：97重量份。

采用原地异位修复，即污染土壤挖出后，地面堆积处理。

微生物菌剂与腐植酸的混合物料与污染土壤混合堆积7天后，翻料一次，喷洒水两次，水分保持在27％-32％(重量百分比，下同)之间，温度为常温，即15℃-25℃之间。

堆积14天后，按照1kg/吨(蚯蚓/污染土壤，下同)添加量加入蚯蚓，静置7天、14天、21天分别检测。

对照组1-1，与实施例1不同仅在于未添加微生物菌剂，检测时间与实施例1相同。

对照组1-2与实施例1不同仅在于未添加腐植酸，检测时间与实施例1相同。

对照组1-3与实施例1不同仅在于未添加蚯蚓，检测时间与实施例1相同。

下表1为实施例1和三组对照组三次检测的土壤中石油降解情况。

表1土壤中石油降解百分率(重量)

将一块被重金属污染的土壤分为4个区域，其中分别采用本发明实施例2的方法和三个对比例(对比例2-1、对比例2-2和对比例2-3)的方法进行修复。其中主要污染元素为镉(Cd)，污染物含量为有效态Cd含量为85mg/kg。

实施例2

将微生物菌剂与腐植酸进行混合，微生物菌剂占混合物料的重量百分比为1％，混合方式采用机械混合。

微生物菌剂中菌种及含量为：侧孢芽孢杆菌0.5×10¹⁰cfu/g、嗜冷菌2.3×10⁹cfu/g、细黄链霉菌1.0×10⁸cfu/g、黄孢原毛平革菌2.5×10⁸cfu/g。

微生物菌剂与腐植酸混合后的混合物料与重金属污染后的土壤按1重量份：9重量份进行混合。

污染土壤被清挖后，采用原地异位修复，将修复场地利用防渗膜或其他防渗措施改造后，将土壤在上面进行堆积处理。

微生物菌剂与腐植酸的混合物料与污染土壤进行混合，机械搅拌均匀后，堆积12天翻耕一次，喷洒水两次，水分保持在38％-42％之间，温度为常温，即15-25℃。

堆积20天后，按照3.2kg/吨添加量加入蚯蚓，静置7天、14天、21天检测。

对照组2-1，与实施例2不同仅在于未添加微生物菌剂，检测时间与实施例2相同。

对照组2-2与实施例2不同仅在于未添加腐植酸，检测时间与实施例2相同。

对照组2-3与实施例2不同仅在于未添加蚯蚓，检测时间与实施例2相同。

下表2为实施例2和三组对照组三次检测的土壤中重金属镉的钝化情况。

表2土壤中Cd镉钝化率(重量)

将一块被多环芳烃污染的土壤分为4个区域，其中分别采用本发明实施例3的方法和三个对比例(对比例3-1、对比例3-2和对比例3-3)的方法进行修复。污染土壤多环芳烃的含量为1000mg/kg，其中多环芳烃为美国EPA610中规定的16种优先控制的多环芳烃化合物。

实施例3

将微生物菌剂与腐植酸进行混合，微生物菌剂占混合物料的重量百分比为5％，混合方式采用机械混合。

微生物菌剂中菌种及含量为：侧孢芽孢杆菌0.5×10¹⁰cfu/g、嗜冷菌1.5×10⁹cfu/g、细黄链霉菌3.0×10⁸cfu/g、黄孢原毛平革菌1.2×10⁸cfu/g。

微生物菌剂与腐植酸的混合物料与多环芳烃污染后的土壤按5重量份：95重量份进行混合。

微生物与腐植酸撒在土壤表面，采用原位翻耕修复，翻耕均匀后，堆积14天翻耕一次，喷洒水两次，水分保持在40％左右，温度为常温，即15-25℃。

堆积20天后，按照0.8kg/m²添加量加入蚯蚓，静置7天、14天、20天检测。

对照组3-1，与实施例3不同仅在于未添加微生物菌剂，检测时间与实施例3相同。

对照组3-2与实施例3不同仅在于未添加腐植酸，检测时间与实施例3相同。

对照组3-3与实施例3不同仅在于未添加蚯蚓，检测时间与实施例3相同。

下表3为实施例3和三组对照组三次检测的土壤中多环芳烃去除情况。

表3土壤中多环芳烃去除率(重量)

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种土壤修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

微生物修复，用微生物菌剂和腐植酸的混合物对污染土壤进行微生物修复，其中微生物菌剂与腐植酸按(1-5):(95-99)的重量比混合，所述混合物与污染土壤按(1-10):(90-99)的重量比混合均匀；

蚯蚓修复，污染土壤在进行微生物修复后，加入蚯蚓进行修复。

2.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述污染土壤在修复前先进行破碎预处理，破碎后土壤颗粒为1mm-10mm。

3.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，微生物修复过程中，污染土壤的含水量按重量百分比计为20％-60％。

4.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，微生物修复采用原位翻料或堆置，采用堆置时，堆置的宽度为1.5m-2.5m，高度为0.8m-1.4m。

5.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，微生物修复过程中，加入微生物菌剂和腐植酸的混合物的污染土壤进行覆盖，以保温保湿，采用堆置时，物料置于密闭且带有气体回收装置的空间。

6.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述蚯蚓的加入量如下：原位修复时，按污染土壤的表面积计为0.5kg/m²-1.5kg/m²；堆置修复时，按污染土壤的总重量计为0.5-3kg/吨。

7.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，蚯蚓修复过程中，污染土壤的含水量按重量百分比计为10％-20％，温度为20℃-35℃。

8.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述微生物菌剂中包括侧孢芽孢杆菌、嗜冷菌、细黄链霉菌和黄孢原毛平革菌，其中侧孢芽孢杆菌1-5×10¹⁰cfu/g，嗜冷菌0.5-3.5×10⁹cfu/g，细黄链霉菌0.1-5×10⁸cfu/g，黄孢原毛平革菌0.8-3.6×10⁸cfu/g。

9.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述腐殖酸中，有机质的质量百分含量至少为50％，生物腐殖酸的质量百分含量至少为20％，易氧化有机质的质量百分含量至少为10％。

10.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，采用堆置时，对污染土壤进行隔离处理。优选为，采用HDPE防渗膜进行隔离处理。