CN108080403A - 一种铅镉污染土壤的修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铅镉污染土壤的修复方法，具体步骤如下：步骤一，测定土壤样品中有效态镉和铅的含量；步骤二，将土壤表层3‑10cm的土壤进行破碎和过筛；步骤三，使土壤与去离子水充分混合并通过超声波发生器进行大颗粒土壤分解处理；步骤四，将土壤修复药剂和分解后的土壤在28‑36摄氏度下静置40‑60小时，得到改良土壤；步骤五，将改良土壤中加入蚯蚓和畜禽粪便，得到半成品；步骤六，向半成品中种植苜蓿，生长季结束后收割地上部分即可。本发明的方法易于实现，使用安全性好，减少了土壤被侵蚀的风险，本发明通过采用物理方法淋洗、土壤修复药剂、微生物降解和种植植物的方法，使得有效态镉和铅在土壤中的存在率大大降低。

Description

一种铅镉污染土壤的修复方法
技术领域
本发明涉及土壤污染领域，具体是一种铅镉污染土壤的修复方法。
背景技术
土壤是指地球表面的一层疏松的物质，由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成，能生长植物。土壤由岩石风化而成的矿物质、动植物，微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物（固相物质）以及水分（液相物质）、空气（气相物质），氧化的腐殖质等组成。随着工业化的发展、矿产资源的不合理开采和农药的大量使用，许多土壤都被污染，耕地的污染尤其严重，耕地中的铅镉污染尤其困扰着农民。
铅镉污染不仅对土壤中有机物的降解、土壤氨化和硝化作用产生消极影响，铅镉污染还会转换成污染性更大的金属-有机化合物，对人体的健康和土壤产生更大的危害。
目前针对土壤铅镉污染的治理方法主要有固定化/稳定化、淋洗法、洗土法、电动力学修复法、化学还原法、植物修复和微生物修复，但总体存在修复效率低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铅镉污染土壤的修复方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铅镉污染土壤的修复方法，具体步骤如下：
步骤一，取含镉铅复合污染土壤的样品，测定土壤样品中有效态镉和铅的含量，确定修复剂的用量；
步骤二，将含镉铅复合污染土壤表层3-10cm的土壤进行破碎和过筛，去除石块及砂砾，备用；
步骤三，将破碎过筛后得到的土壤投放入物理淋洗反应器进行淋洗，采用机械搅拌方式使镉铅复合污染的土壤与去离子水充分混合，与此同时镉铅复合污染的土壤通过超声波发生器进行大颗粒土壤分解处理；
步骤四，向分解后的土壤中加入土壤修复药剂，土壤修复药剂包括以下重量份的原料：硅酸铝2-4份、蛭石粉8-12份、膨润土4-8份、柠檬酸3-6份、粉煤灰3-8份、磷酸氢二铵10-12份、秸秆制作的生物炭20-32份和聚丙烯酰胺14-19份，将硅酸铝、蛭石粉、膨润土、粉煤灰、磷酸氢二铵和生物炭混合均匀并且粉碎为粉末，得到第一混合物，再向第一混合物中加入聚丙烯酰胺和柠檬酸并且进行机械搅拌，混合均匀即可得到土壤修复药剂，将土壤修复药剂和分解后的土壤在28-36摄氏度下静置40-60小时，得到改良土壤；
步骤五，将改良土壤中加入蚯蚓和畜禽粪便，直至蚯蚓完全消耗完粪便，得到半成品；
步骤六，向半成品中种植苜蓿并且正常浇水施肥，生长季结束后收割地上部分，即可得到修复后的土壤成品。
作为本发明进一步的方案：分解处理后的土壤在混合土壤修复药剂之前进行脱水和浓缩。
作为本发明进一步的方案：超声波发生器的超声频率为20kHz-100kHz，功率为100W-2kW，超声时间为15-30分钟。
作为本发明进一步的方案：步骤三中机械搅拌的转速为30-45rpm。
作为本发明进一步的方案：蚯蚓和畜禽粪便的重量之比为1：3-5。
作为本发明进一步的方案：步骤四中的生物炭采用玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆和水稻秸秆中的至少一种在15-23Mpa和520-580摄氏度下真空热解得到。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的方法易于实现，使用安全性好，减少了土壤被侵蚀的风险，本发明通过采用物理方法淋洗、土壤修复药剂、微生物降解和种植植物的方法，使得有效态镉和铅在土壤中的存在率大大降低，修复效果好，市场前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种铅镉污染土壤的修复方法，具体步骤如下：
步骤一，取含镉铅复合污染土壤的样品，测定土壤样品中有效态镉和铅的含量，确定修复剂的用量；
步骤二，将含镉铅复合污染土壤表层3-8cm的土壤进行破碎和过筛，去除石块及砂砾，备用；
步骤三，将破碎过筛后得到的土壤投放入物理淋洗反应器进行淋洗，采用机械搅拌方式使镉铅复合污染的土壤与去离子水充分混合，与此同时镉铅复合污染的土壤通过超声波发生器进行大颗粒土壤分解处理，超声波发生器的超声频率为40kHz，功率为1.2kW，超声时间为20分钟；
步骤四，向分解后的土壤中加入土壤修复药剂，土壤修复药剂包括以下重量份的原料：硅酸铝2份、蛭石粉8份、膨润土4份、柠檬酸3份、粉煤灰3份、磷酸氢二铵10份、秸秆制作的生物炭20份和聚丙烯酰胺14份，将硅酸铝、蛭石粉、膨润土、粉煤灰、磷酸氢二铵和生物炭混合均匀并且粉碎为粉末，得到第一混合物，再向第一混合物中加入聚丙烯酰胺和柠檬酸并且进行机械搅拌，混合均匀即可得到土壤修复药剂，将土壤修复药剂和分解后的土壤在30摄氏度下静置50小时，得到改良土壤；
步骤五，将改良土壤中加入蚯蚓和畜禽粪便，直至蚯蚓完全消耗完粪便，得到半成品；
步骤六，向半成品中种植苜蓿并且正常浇水施肥，生长季结束后收割地上部分，即可得到修复后的土壤成品。
实施例2
一种铅镉污染土壤的修复方法，具体步骤如下：
步骤一，取含镉铅复合污染土壤的样品，测定土壤样品中有效态镉和铅的含量，确定修复剂的用量；
步骤二，将含镉铅复合污染土壤表层3-10cm的土壤进行破碎和过筛，去除石块及砂砾，备用；
步骤三，将破碎过筛后得到的土壤投放入物理淋洗反应器进行淋洗，以45rpm转速的机械搅拌方式使镉铅复合污染的土壤与去离子水充分混合，与此同时镉铅复合污染的土壤通过超声波发生器进行大颗粒土壤分解处理；
步骤四，向分解后的土壤中加入土壤修复药剂，土壤修复药剂包括以下重量份的原料：硅酸铝2.6份、蛭石粉11份、膨润土6份、柠檬酸5份、粉煤灰7份、磷酸氢二铵12份、秸秆制作的生物炭26份和聚丙烯酰胺17份，将硅酸铝、蛭石粉、膨润土、粉煤灰、磷酸氢二铵和生物炭混合均匀并且粉碎为粉末，得到第一混合物，再向第一混合物中加入聚丙烯酰胺和柠檬酸并且进行机械搅拌，混合均匀即可得到土壤修复药剂，将土壤修复药剂和分解后的土壤在32摄氏度下静置54小时，得到改良土壤；
步骤五，将改良土壤中加入蚯蚓和畜禽粪便，蚯蚓和畜禽粪便的重量之比为1：4，直至蚯蚓完全消耗完粪便，得到半成品；
步骤六，向半成品中种植苜蓿并且正常浇水施肥，生长季结束后收割地上部分，即可得到修复后的土壤成品。
实施例3
一种铅镉污染土壤的修复方法，具体步骤如下：
步骤一，取含镉铅复合污染土壤的样品，测定土壤样品中有效态镉和铅的含量，确定修复剂的用量；
步骤二，将含镉铅复合污染土壤表层3-10cm的土壤进行破碎和过筛，去除石块及砂砾，备用；
步骤三，将破碎过筛后得到的土壤投放入物理淋洗反应器进行淋洗，采用机械搅拌方式使镉铅复合污染的土壤与去离子水充分混合，与此同时镉铅复合污染的土壤通过超声波发生器进行大颗粒土壤分解处理，然后进行脱水和浓缩，得到处理后的土壤；
步骤四，向处理后的土壤中加入土壤修复药剂，土壤修复药剂包括以下重量份的原料：硅酸铝3.5份、蛭石粉10份、膨润土6份、柠檬酸5份、粉煤灰6.5份、磷酸氢二铵11份、秸秆制作的生物炭30份和聚丙烯酰胺18份，将硅酸铝、蛭石粉、膨润土、粉煤灰、磷酸氢二铵和生物炭混合均匀并且粉碎为粉末，得到第一混合物，再向第一混合物中加入聚丙烯酰胺和柠檬酸并且进行机械搅拌，混合均匀即可得到土壤修复药剂，将土壤修复药剂和分解后的土壤在34摄氏度下静置55小时，得到改良土壤；
步骤五，将改良土壤中加入蚯蚓和畜禽粪便，直至蚯蚓完全消耗完粪便，得到半成品；
步骤六，向半成品中种植苜蓿并且正常浇水施肥，生长季结束后收割地上部分，即可得到修复后的土壤成品。
实施例4
一种铅镉污染土壤的修复方法，具体步骤如下：
步骤一，取含镉铅复合污染土壤的样品，测定土壤样品中有效态镉和铅的含量，确定修复剂的用量；
步骤二，将含镉铅复合污染土壤表层3-10cm的土壤进行破碎和过筛，去除石块及砂砾，备用；
步骤三，将破碎过筛后得到的土壤投放入物理淋洗反应器进行淋洗，以30rpm转速的机械搅拌方式使镉铅复合污染的土壤与去离子水充分混合，与此同时镉铅复合污染的土壤通过超声波发生器进行大颗粒土壤分解处理，超声波发生器的超声频率为80kHz，功率为1.6kW，超声时间为26分钟，然后进行脱水和浓缩，得到处理后的土壤；
步骤四，向处理后的土壤中加入土壤修复药剂，土壤修复药剂包括以下重量份的原料：硅酸铝4份、蛭石粉12份、膨润土8份、柠檬酸6份、粉煤灰8份、磷酸氢二铵12份、秸秆制作的生物炭32份和聚丙烯酰胺19份，生物炭采用玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆和水稻秸秆的混合物在18Mpa和550摄氏度下真空热解得到，将硅酸铝、蛭石粉、膨润土、粉煤灰、磷酸氢二铵和生物炭混合均匀并且粉碎为粉末，得到第一混合物，再向第一混合物中加入聚丙烯酰胺和柠檬酸并且进行机械搅拌，混合均匀即可得到土壤修复药剂，将土壤修复药剂和分解后的土壤在32摄氏度下静置45小时，得到改良土壤；
步骤五，将改良土壤中加入蚯蚓和畜禽粪便，蚯蚓和畜禽粪便的重量之比为1：3，直至蚯蚓完全消耗完粪便，得到半成品；
步骤六，向半成品中种植苜蓿并且正常浇水施肥，生长季结束后收割地上部分，即可得到修复后的土壤成品。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种铅镉污染土壤的修复方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，取含镉铅复合污染土壤的样品，测定土壤样品中有效态镉和铅的含量，确定修复剂的用量；
步骤二，将含镉铅复合污染土壤表层3-10cm的土壤进行破碎和过筛，去除石块及砂砾，备用；
步骤三，将破碎过筛后得到的土壤投放入物理淋洗反应器进行淋洗，采用机械搅拌方式使镉铅复合污染的土壤与去离子水充分混合，与此同时镉铅复合污染的土壤通过超声波发生器进行大颗粒土壤分解处理；
步骤四，向分解后的土壤中加入土壤修复药剂，土壤修复药剂包括以下重量份的原料：硅酸铝2-4份、蛭石粉8-12份、膨润土4-8份、柠檬酸3-6份、粉煤灰3-8份、磷酸氢二铵10-12份、秸秆制作的生物炭20-32份和聚丙烯酰胺14-19份，将硅酸铝、蛭石粉、膨润土、粉煤灰、磷酸氢二铵和生物炭混合均匀并且粉碎为粉末，得到第一混合物，再向第一混合物中加入聚丙烯酰胺和柠檬酸并且进行机械搅拌，混合均匀即可得到土壤修复药剂，将土壤修复药剂和分解后的土壤在28-36摄氏度下静置40-60小时，得到改良土壤；
步骤五，将改良土壤中加入蚯蚓和畜禽粪便，直至蚯蚓完全消耗完粪便，得到半成品；
步骤六，向半成品中种植苜蓿并且正常浇水施肥，生长季结束后收割地上部分，即可得到修复后的土壤成品。
2.根据权利要求1所述的铅镉污染土壤的修复方法，其特征在于，所述分解处理后的土壤在混合土壤修复药剂之前进行脱水和浓缩。
3.根据权利要求1所述的铅镉污染土壤的修复方法，其特征在于，所述超声波发生器的超声频率为20kHz-100kHz，功率为100W-2kW，超声时间为15-30分钟。
4.根据权利要求1所述的铅镉污染土壤的修复方法，其特征在于，所述步骤三中机械搅拌的转速为30-45rpm。
5.根据权利要求1所述的铅镉污染土壤的修复方法，其特征在于，所述蚯蚓和畜禽粪便的重量之比为1：3-5。
6.根据权利要求1所述的铅镉污染土壤的修复方法，其特征在于，所述步骤四中的生物炭采用玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆和水稻秸秆中的至少一种在15-23Mpa和520-580摄氏度下真空热解得到。
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