CN106881340A - 一种重金属污染农田的治理方法 - Google Patents

Abstract

一种重金属污染农田的治理方法。检测土壤中重金属种类及含量；采用DTPA浸提的方法，确定土壤中植物可吸收态重金属含量；检测土壤中营养物质含量，包括土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量和容重等；进行化学淋洗；检测土壤中植物可吸收态重金属含量；检测土壤中营养物质含量，如营养物质含量较低时，向土壤中补充相应营养物质，使土壤中营养物质含量达到土壤肥力分级3级以上；淋洗后的土壤种植作物，作物收割后，检测作物可食部分重金属浓度，达到《食品中污染物限量》食品安全国家标准，判断为土壤治理结束。化学淋洗能有效的去除农田中重金属对作物有害的生物有效性成分，使作物种植达到安全生产。

Description

一种重金属污染农田的治理方法

技术领域

本发明涉及一种重金属污染农田的治理方法，属于污染农田治理方法技术领域。

背景技术

农田重金属污染的治理，目前研究比较多的有以下几种：电动修复技术、热处理修复技术、钝化技术、植物萃取修复技术、工程措施方法、化学淋洗修复技术等。

(1)电动修复技术修复效率高、后处理方便，不必向土壤中加入有害环境的物质，不会引起二次污染。但目前仍存在一些问题需要改进：例如电压引起土体发热而导致效率变化，该技术对于污染物的选择性不高，阴阳极电解液电解后引起土壤pH值的变化，在实际工程中治理成本可能会随着设备的消耗而升高。

(2)热处理修复技术通常应用于修复汞、硒污染的土壤。微波加热技术加热速度极快、热效率高、适用范围广，并且能选择性加热，分离回收某些有用的组分。但是热处理修复技术需要消耗大量的能量，容易引起土壤有机质和结构水的破坏，还存在挥发性的汞蒸气进入大气造成大气污染的问题。

(3)钝化技术需要考虑土壤重金属的污染程度和土壤本身的性质等因素再选出合理的钝化药剂，并计算出钝化药剂的用量。在工程上广泛应用的钝化药剂一般为工业副产物，故钝化技术的成本较低，但钝化技术并未将重金属从土壤中根本清除，因此需要进行长期的监测以防止重金属再次活化。

(4)植物萃取修复技术对农田土壤二次污染小，但是修复周期长，大面积种植会严重影响当地农民的经济效益等问题，制约着植物萃取修复技术在重金属污染农田中的广泛应用。

(5)工程措施方法最初在英国、荷兰、美国等国家被采用，达到了降低污染物危害的目的，是一种切实有效的治理方法。但该方法需耗费大量的人力、财力和物力，成本较高，且未能从根本上清除重金属，存在占用土地、渗漏和二次污染等问题，因此不是一种理想的治理土壤重金属污染的方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种重金属污染农田的治理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种重金属污染农田的治理方法，

步骤一、检测土壤中重金属种类及含量。

步骤二、采用DTPA浸提的方法，检测土壤中重金属形态，确定土壤中植物可吸收态重金属含量；

步骤三、检测土壤中营养物质含量，包括土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量和容重；

步骤四、进行化学淋洗；

①污染土壤清挖：测量放线完成后，用小型挖掘机对修复区域土壤进行清挖，清挖至污染深度。表层污染土清挖完成后，铲车集中收集装载到运输车辆上，达到额定装载量后，用防尘布苫盖，等待运输。

②污染土壤运输：清挖出的污染土壤装车后，做好防护措施，进行全封闭运输。按既定路线，从开挖区经场地道路集中倒运至异位淋洗池中。

③配制淋洗液：配置符合待修复区的淋洗液，淋洗液统一贮存在淋洗罐中，做密封、防暴晒处理。

④异位淋洗：用筛分斗筛分池中的污染土壤，剔除粒径大于100mm的石块、建筑垃圾等杂物。大的土壤颗粒在筛分过程中破碎成小颗粒。用小型挖掘机充分搅拌混合，使土壤颗粒进一步破碎、均化，将池中的土壤混合成各向同性介质。在土壤表面铺设双层防尘网，池体内土壤层安装完毕。

⑤淋洗液收集：在异位淋洗池尾端安装集水池，收集池中安装一台潜水泵，将淋洗液导入废水处理区集中处理。

⑥淋洗液处理：收集池的淋洗液导入废水处理区，经过废水处理区化学沉淀法进行净化。

步骤五、检测土壤中植物可吸收态重金属含量，

步骤六、检测土壤中营养物质含量，如营养物质含量较低时，向土壤中补充相应营养物质，使土壤中营养物质含量达到土壤肥力分级3级以上；

步骤七、淋洗后的土壤种植作物，作物收割后，检测作物可食部分重金属浓度，达到《食品中污染物限量》(GB 2762—2012)食品安全国家标准，判断为土壤治理结束。

所述步骤一中，当重金属种类不同时，采用不同的淋洗剂。当重金属为镉、锌，采用柠檬酸淋洗剂；重金属为铜、镍，采用草酸淋洗剂；重金属为其它种类，采用EDTA、GLDA淋洗剂；当重金属为复合污染时，采用多种淋洗剂复配的方式处理。通用的淋洗剂包括无机酸、双氧水、表面活性剂、无机盐；

所述步骤四的①中，污染土壤清挖后用筛分斗筛分池中的污染土壤，剔除粒径大于100mm的石块、建筑垃圾及杂物；大的土壤颗粒在筛分过程中破碎成小颗粒，用小型挖掘机充分搅拌混合，使土壤颗粒进一步破碎、均化。

所述步骤四的④中，在污染土壤上方0.2m处架设淋洗管路。沿淋洗池长度方向布设淋洗干管，管径50mm，干管距离淋洗池侧壁3m，干管间距6m，共铺设三条。干管上间距6m安装一个喷淋头，其喷淋影响半径为3m。沿淋洗池长度方向上架设淋洗装置滑轨，滑轨为不锈钢材料，间距6m，单池设置滑轨四个。滑轨上间距0.2m安装固定装置，确保淋洗工艺安全、稳定运行。用泵将淋洗液泵入淋洗管中，通过喷淋头使淋洗液分散开，均匀的喷洒在污染土壤上。淋洗药剂缓慢渗入到污染土壤中，在重力及淋洗液水头作用下，重金属污染物持续向下迁移，通过淋洗液导排层集中收集到集水池。

所述步骤四的⑤中，集水池池体长5m、宽2m，深度0.5m。

所述步骤四的⑥中经净化处理过的冲洗液重新用于配置下批冲洗液。沉淀的固相经板框压滤机脱水后添加固化/稳定化药剂后处置。

所述步骤五中，当植物可吸收态重金属含量低于DTPA可浸提出限量值时，淋洗结束，否则继续淋洗，直至土壤中植物可吸收态重金属含量低于可浸提出的限量值；

本发明的有益效果：

(1)化学淋洗能从总量上去除重金属污染农田中的重金属，相较于钝化技术，能从总量上去除污染物，避免药剂长效性带来的潜在风险；与植物修复相比，能快速有效的去除重金属，避免植物修复技术修复时间长，影响农民经济效益的问题。

(2)化学淋洗能有效的去除农田中重金属对作物有害的生物有效性成分，避免在修复后的农田上种植作物吸收重金属生物有效性成分而不能安全生产。

(3)重金属污染农田土壤修复与一般工业污染场地土壤修复有很大的不同，前者重点关注的是经修复后的土壤是否可以实现复垦，修复后种植的农产品是否符合食品安全标准；而后者重点关注的是修复后的场地是否可以进一步的开发利用，通常是用作建设用地或工业用地。在修复后的农田上，种植农作物，检测子实，能达到安全生产的目标。

附图说明

图1是本发明方法的流程图。

具体实施方式

下面将对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

本实施例所涉及的一种重金属污染农田的治理方法，包括：

步骤一、检测土壤中重金属种类及含量。当重金属种类不同时，采用不同的淋洗剂。当重金属为镉、锌，采用柠檬酸淋洗剂；重金属为铜、镍，采用草酸淋洗剂；重金属为其它种类，采用EDTA、GLDA淋洗剂，；当重金属为复合污染时，采用多种淋洗剂复配的方式处理。通用的淋洗剂包括无机酸、双氧水、表面活性剂、无机盐等；

步骤二、采用DTPA浸提的方法，检测土壤中重金属形态，确定土壤中植物可吸收态重金属含量；

步骤三、检测土壤中营养物质含量，包括土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量和容重等；

步骤四、进行化学淋洗，

①污染土壤清挖：测量放线完成后，用小型挖掘机对修复区域土壤进行清挖，清挖至污染深度。表层污染土清挖完成后，铲车集中收集装载到运输车辆上，达到额定装载量后，用防尘布苫盖，等待运输。

②污染土壤运输：清挖出的污染土壤装车后，做好防护措施，进行全封闭运输。按既定路线，从开挖区经场地道路集中倒运至异位淋洗池中。

③配制淋洗液：配置符合待修复区的淋洗液，淋洗液统一贮存在淋洗罐中，做密封、防暴晒处理。

④异位淋洗：用筛分斗筛分池中的污染土壤，剔除粒径大于100mm的石块、建筑垃圾等杂物。大的土壤颗粒在筛分过程中破碎成小颗粒。用小型挖掘机充分搅拌混合，使土壤颗粒进一步破碎、均化，将池中的土壤混合成各向同性介质。在土壤表面铺设双层防尘网，池体内土壤层安装完毕。

在污染土壤上方0.2m处架设淋洗管路。沿淋洗池长度方向布设淋洗干管，管径50mm，干管距离淋洗池侧壁3m，干管间距6m，共铺设三条。干管上间距6m安装一个喷淋头，其喷淋影响半径为3m。沿淋洗池长度方向上架设淋洗装置滑轨，滑轨为不锈钢材料，间距6m，单池设置滑轨四个。滑轨上间距0.2m安装固定装置，确保淋洗工艺安全、稳定运行。用泵将淋洗液泵入淋洗管中，通过喷淋头使淋洗液分散开，均匀的喷洒在污染土壤上。淋洗药剂缓慢渗入到污染土壤中，在重力及淋洗液水头作用下，溶解了重金属的污染物持续向下迁移，通过淋洗液导排层集中收集到集水池。

⑤淋洗液收集：在异位淋洗池尾端安装集水池，池体长5m、宽2m，深度0.5m。收集池中安装一台潜水泵，将淋洗液导入废水处理区集中处理。

⑥淋洗液处理：收集池的淋洗液导入废水处理区，经过废水处理区化学沉淀法进行净化，经净化处理过的冲洗液重新用于配置下批冲洗液。沉淀的固相经板框压滤机脱水后添加固化/稳定化药剂后处置。

步骤五、检测土壤中植物可吸收态重金属含量，当植物可吸收态重金属含量低于DTPA可浸提出限量值时，淋洗结束，否则继续淋洗，直至土壤中植物可吸收态重金属含量低于可浸提出的限量值；

步骤六、检测土壤中营养物质含量，如营养物质含量较低时，向土壤中补充相应营养物质，使土壤中营养物质含量达到土壤肥力分级3级以上；

步骤七、淋洗后的土壤种植作物，作物收割后，检测作物可食部分重金属浓度，达到《食品中污染物限量》(GB 2762—2012)食品安全国家标准，判断为土壤治理结束。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种重金属污染农田的治理方法，其特征在于，

步骤一、检测土壤中重金属种类及含量；

步骤二、采用DTPA浸提的方法，检测土壤中重金属形态，确定土壤中植物可吸收态重金属含量；

步骤三、检测土壤肥力指标，包括土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量；

步骤四、进行化学淋洗；

①污染土壤清挖：测量放线完成后，用小型挖掘机对修复区域土壤进行清挖，清挖至污染深度；表层污染土清挖完成后，铲车集中收集装载到运输车辆上，达到额定装载量后，用防尘布苫盖，等待运输；

②污染土壤运输：清挖出的污染土壤装车后，做好防护措施，进行全封闭运输，按既定路线，从开挖区经场地道路集中倒运至异位淋洗池中；

③配制淋洗液：配置符合待修复区的淋洗液，淋洗液统一贮存在淋洗罐中，做密封、防暴晒处理；

④异位淋洗：将池中的土壤混合成各向同性介质，在土壤表面铺设双层防尘网，池体内土壤层安装完毕；

⑤淋洗液收集：在异位淋洗池尾端安装集水池，收集池中安装一台潜水泵，将淋洗液导入废水处理区集中处理；

⑥淋洗液处理：收集池的淋洗液导入废水处理区，经过废水处理区化学沉淀法进行净化；

步骤五、检测土壤中植物可吸收态重金属含量，其含量降低50％以上，淋洗结束，否则继续淋洗直至植物可吸收态重金属含量降低50％以上；

步骤六、检测土壤中营养物质含量，如营养物质含量较低时，向土壤中补充相应营养物质，使土壤中营养物质含量达到土壤肥力分级3级以上；

步骤七、淋洗后的土壤种植作物，作物收割后，检测作物可食部分重金属浓度，达到《食品中污染物限量》(GB 2762—2012)食品安全国家标准，判断为土壤治理结束。

2.根据权利要求1所述的重金属污染农田的治理方法，其特征在于，所述步骤四的①中，污染土壤清挖后用筛分斗筛分池中的污染土壤，剔除粒径大于100mm的石块、建筑垃圾及杂物；大的土壤颗粒在筛分过程中破碎成小颗粒，用小型挖掘机充分搅拌混合，使土壤颗粒进一步破碎、均化。

3.根据权利要求1所述的重金属污染农田的治理方法，其特征在于，所述步骤四中的③中，重金属种类不同时采用不同的淋洗剂；重金属为镉、锌，采用柠檬酸淋洗剂；重金属为铜、镍，采用草酸淋洗剂；重金属为其它种类，采用EDTA、GLDA等淋洗剂；重金属为复合污染，采用多种淋洗剂复配的方式处理。

4.根据权利要求1所述的重金属污染农田的治理方法，其特征在于，所述步骤四的④中，在污染土壤上方0.2m处架设淋洗管路，用泵将淋洗液泵入淋洗管中，通过喷淋头使淋洗液分散开，均匀的喷洒在污染土壤上，淋洗药剂缓慢渗入到污染土壤中，在重力及淋洗液水头作用下，重金属污染物持续向下迁移，通过淋洗液导排层集中收集到集水池。

5.根据权利要求1所述的重金属污染农田的治理方法，其特征在于，所述步骤四的⑥中，经净化处理过的冲洗液重新用于配置下批冲洗液，沉淀的固相经板框压滤机脱水后添加固化/稳定化药剂后处置。

6.根据权利要求1所述的重金属污染农田的治理方法，其特征在于，所述步骤五中，当植物可吸收态重金属含量低于DTPA可浸提出限量值时，淋洗结束，否则继续淋洗，直至土壤中植物可吸收态重金属含量低于可浸提出的限量值。