CN108435784A - 一种重金属镉污染土壤的原位修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重金属镉污染土壤的原位修复方法，包括如下步骤：S1、重金属检测：选取规划土地四周及中部土壤若干份，其选取土壤的深度不一，分别对选取土壤中重金属镉的含量指标进行检测，并将检测数据记录和保存，针对标准含量镉(Cd)＜100ppm作为基础值，检测重金属镉的具体含量以及与标准值相比的超标量，对数据进行递增叠加记录，作为后期土壤修复处理后的初始对比数据，本发明设计合理新颖，其结合淋洗液和电处理的方式为一体，可以提高对土壤中重金属镉且不仅仅限制于镉的重金属清理，其方法使用的安全程度较高，不会对地下水进行污染，同时不影响土壤中的营养元素，可以有效提高土壤后期的利用效果，具有较高的实用性，适合广泛推广和使用。

Description

一种重金属镉污染土壤的原位修复方法

技术领域

本发明涉及土壤净化工艺，更具体地说，尤其涉及一种重金属镉污染土壤的原位修复方法。

背景技术

土壤重金属污染是当今全球面临的严重环境问题之一。镉是低浓度就对植物和动物产生高度毒性的非必需营养元素，常通过食物链传递而引起人体多种严重疾病。20世纪以来，由于开矿、冶炼、施肥等人类活动导致土壤中Cd含量明显上升。在我国，随着工农业生产发展和乡村的城市化，土壤中重金属Cd污染蔓延程度也逐渐加深。因此，Cd污染土壤的修复已成为全球范围内亟待解决的问题，环境中镉重金属污染具有长期性、隐蔽性和不可逆性等特点，其污染物在介质中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解，还可经食物链传递等途径影响环境质量，危害人体健康。并且随着冶炼、电镀、皮革、肥料、养殖等工农业生产的发展，土壤镉污染日趋严重。因此，研究新的镉污染土壤修复技术具有重要的现实意义。

近年来，植物修复技术在重金属污染修复方面已成为研究热点之一，相对于其它修复技术，它具有费用低、易于操作管理、不产生二次污染等特点，但是目前发现的大多数镉富集植物繁殖能力弱、生长缓慢、地上部生物量小等，在实际应用中受到限制；加之土壤中大部分重金属呈与固相结合且难于被修复植物吸收利用的状态，造成修复效率的低下以及修复时间较长，不适合长久的发展和使用。为此，我们提出一种重金属镉污染土壤的原位修复方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种重金属镉污染土壤的原位修复方法，方法使用的安全程度较高，不会对地下水进行污染，同时不影响土壤中的原有营养元素，可以有效的提高土壤后期的利用效果，具有较高的实用性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种重金属镉污染土壤的原位修复方法，包括如下步骤：

S1、重金属检测：选取规划土地四周及中部土壤若干份，其选取土壤的深度不一，分别对选取土壤中重金属镉的含量指标进行检测，并将检测数据记录和保存，针对标准含量镉(Cd)＜100ppm作为基础值，检测重金属镉的具体含量以及与标准值相比的超标量，对数据进行递增叠加记录，作为后期土壤修复处理后的初始对比数据；

S2、淋洗液制备：采用FeCl3盐溶液、HCl溶液和改性纳米磁性氧化铁相混合，其FeCl3盐溶液浓度、HCl溶液浓度和改性纳米磁性氧化铁含量根据上述检测重金属镉的超标含量进行调节，将混合后的溶液送入搅拌筒中收纳，并进行搅拌混合；

S3、土地开槽：选取地势最低处挖设一圆形坑槽，同时利用土地开槽机在地面开设若干条沟槽，并且相邻两条沟槽之间相互贯穿导通；

S4、淋洗液排放：将上述搅拌均匀的混合淋洗剂灌溉与沟槽内腔，根据当地的气温、土壤的渗水速度和土壤的松软程度，观察淋洗液在沟槽的深度，对淋洗液的初步渗透率进行纪录观察，待沟槽中的淋洗液完全渗入土地后，利用土壤采样器对土壤中淋洗液的渗透深度进行检测，继续向沟槽内部浇灌淋洗液，直至土壤采样器采出渗透深度达到标准的土壤；

S5、淋洗液渗透：上述淋洗液达到渗透标准后，持续向沟槽内部浇灌淋洗液，直至土壤中的淋洗液开始向圆形坑槽内部渗透，待土壤中的淋洗液向圆形坑槽内部渗透后，记录时间，并计算总浇灌淋洗液的体积，记录完总体积后，继续向土壤中灌溉相对于总体积20％体积的淋洗液；

S6、电动修复：在上述相对于总体积20％体积的淋洗液灌溉过程中，将裸线安插于圆形坑槽内壁及底部，利用直流电使重金属离子在电场作用下进行向圆形坑槽内壁及底部定向迁移，在电极附近富集；

S7、淋洗液冲洗：上述通电时间结束后，向沟槽中注入清水；

S8、净水渗透：在上述首次注入清水后每隔1H灌溉一次清水，持续五次，在注水的同时，利用抽水泵将圆形坑槽中的渗透水抽出，做后期净化处理。

S9、营养剂添加：在最后一次向土壤中灌溉清水的同时，将上述圆形坑槽填埋并压实，向最后一次灌溉的清水中加入Ca和Mg等营养元素，并使清水完全渗透；

S10、土壤检测和对比：待上述清水完全渗透后，待土壤表面充分干燥无水，选取规划土地四周及中部土壤若干份，其选取土壤的深度不一，分别对选取土壤中重金属镉的含量指标进行检测，并将检测数据记录和保存，利用最终数据与最初数据相对比，观察土壤中重金属镉的含量是否达标。

优选的，所述圆形坑槽具体设置为修复土壤的10％面积，其圆形坑槽的深度低于土壤中重金属镉含量最多的土层底部4M。

优选的，上述沟槽的宽度设置为10-15CM，且沟槽的深度设置为40CM。

优选的，上述S4步骤中渗透深度的标准具体设置为土壤中重金属镉含量

最多的土层底部4M位置处。

优选的，上述向最后一次灌溉的清水中加入Ca和Mg等营养元素的含量

具体为灌溉水体积的1％。

优选的，上述检测结果若低于标准含量镉(Cd)＜100ppm，将对土壤进行

一次30-40CM的深耕，并在深耕过程中种植紫云英。

优选的，上述检测结果若高于标准含量镉(Cd)＜100ppm，将填埋的圆形

坑槽再次挖开，重复S8、净水渗透。

优选的，上述S6、电动修复步骤中，通入直流电的电压设定为24V一下，

电流为10mA一下，并且具体通电时间为2H。

本发明的技术效果和优点：与现有工艺相比，本发明设计合理新颖，符合各种大、中型重金属镉污染土壤的处理，其结合淋洗液和电处理的方式为一体，可以提高对土壤中重金属镉且不仅仅限制于镉的重金属清理，无需实施客土、换土、去表土和深耕翻土法，其方法使用的安全程度较高，不会对地下水进行污染，同时不影响土壤中的原有营养元素，可以有效的提高土壤后期的利用效果，具有较高的实用性，适合广泛推广和使用。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

一种重金属镉污染土壤的原位修复方法，包括如下步骤：

S1、重金属检测：选取规划土地四周及中部土壤若干份，其选取土壤的深度不一，分别对选取土壤中重金属镉的含量指标进行检测，并将检测数据记录和保存，针对标准含量镉(Cd)＜100ppm作为基础值，检测重金属镉的具体含量以及与标准值相比的超标量，对数据进行递增叠加记录，作为后期土壤修复处理后的初始对比数据；

S2、淋洗液制备：采用FeCl3盐溶液、HCl溶液和改性纳米磁性氧化铁相混合，其FeCl3盐溶液浓度、HCl溶液浓度和改性纳米磁性氧化铁含量根据上述检测重金属镉的超标含量进行调节，将混合后的溶液送入搅拌筒中收纳，并进行搅拌混合；

S3、土地开槽：选取地势最低处挖设一圆形坑槽，同时利用土地开槽机在地面开设若干条沟槽，并且相邻两条沟槽之间相互贯穿导通；

S4、淋洗液排放：将上述搅拌均匀的混合淋洗剂灌溉与沟槽内腔，根据当地的气温、土壤的渗水速度和土壤的松软程度，观察淋洗液在沟槽的深度，对淋洗液的初步渗透率进行纪录观察，待沟槽中的淋洗液完全渗入土地后，利用土壤采样器对土壤中淋洗液的渗透深度进行检测，继续向沟槽内部浇灌淋洗液，直至土壤采样器采出渗透深度达到标准的土壤；

S5、淋洗液渗透：上述淋洗液达到渗透标准后，持续向沟槽内部浇灌淋洗液，直至土壤中的淋洗液开始向圆形坑槽内部渗透，待土壤中的淋洗液向圆形坑槽内部渗透后，记录时间，并计算总浇灌淋洗液的体积，记录完总体积后，继续向土壤中灌溉相对于总体积20％体积的淋洗液；

S6、电动修复：在上述相对于总体积20％体积的淋洗液灌溉过程中，将裸线安插于圆形坑槽内壁及底部，利用直流电使重金属离子在电场作用下进行向圆形坑槽内壁及底部定向迁移，在电极附近富集；

S7、淋洗液冲洗：上述通电时间结束后，向沟槽中注入清水；

S8、净水渗透：在上述首次注入清水后每隔1H灌溉一次清水，持续五次，在注水的同时，利用抽水泵将圆形坑槽中的渗透水抽出，做后期净化处理。

S9、营养剂添加：在最后一次向土壤中灌溉清水的同时，将上述圆形坑槽填埋并压实，向最后一次灌溉的清水中加入Ca和Mg等营养元素，并使清水完全渗透；

S10、土壤检测和对比：待上述清水完全渗透后，待土壤表面充分干燥无水，选取规划土地四周及中部土壤若干份，其选取土壤的深度不一，分别对选取土壤中重金属镉的含量指标进行检测，并将检测数据记录和保存，利用最终数据与最初数据相对比，观察土壤中重金属镉的含量是否达标。

综上所述：本发明提供的一种重金属镉污染土壤的原位修复方法，在现有的工艺条件下，本发明设计合理新颖，符合各种大、中型重金属镉污染土壤的处理，其结合淋洗液和电处理的方式为一体，可以提高对土壤中重金属镉且不仅仅限制于镉的重金属清理，无需实施客土、换土、去表土和深耕翻土法，其方法使用的安全程度较高，不会对地下水进行污染，同时不影响土壤中的原有营养元素，可以有效的提高土壤后期的利用效果，具有较高的实用性，适合广泛推广和使用。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种重金属镉污染土壤的原位修复方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、重金属检测：选取规划土地四周及中部土壤若干份，其选取土壤的深度不一，分别对选取土壤中重金属镉的含量指标进行检测，并将检测数据记录和保存，针对标准含量镉(Cd)＜100ppm作为基础值，检测重金属镉的具体含量以及与标准值相比的超标量，对数据进行递增叠加记录，作为后期土壤修复处理后的初始对比数据；

S2、淋洗液制备：采用FeCl3盐溶液、HCl溶液和改性纳米磁性氧化铁相混合，其FeCl3盐溶液浓度、HCl溶液浓度和改性纳米磁性氧化铁含量根据上述检测重金属镉的超标含量进行调节，将混合后的溶液送入搅拌筒中收纳，并进行搅拌混合；

S3、土地开槽：选取地势最低处挖设一圆形坑槽，同时利用土地开槽机在地面开设若干条沟槽，并且相邻两条沟槽之间相互贯穿导通；

S4、淋洗液排放：将上述搅拌均匀的混合淋洗剂灌溉与沟槽内腔，根据当地的气温、土壤的渗水速度和土壤的松软程度，观察淋洗液在沟槽的深度，对淋洗液的初步渗透率进行纪录观察，待沟槽中的淋洗液完全渗入土地后，利用土壤采样器对土壤中淋洗液的渗透深度进行检测，继续向沟槽内部浇灌淋洗液，直至土壤采样器采出渗透深度达到标准的土壤；

S5、淋洗液渗透：上述淋洗液达到渗透标准后，持续向沟槽内部浇灌淋洗液，直至土壤中的淋洗液开始向圆形坑槽内部渗透，待土壤中的淋洗液向圆形坑槽内部渗透后，记录时间，并计算总浇灌淋洗液的体积，记录完总体积后，继续向土壤中灌溉相对于总体积20％体积的淋洗液；

S6、电动修复：在上述相对于总体积20％体积的淋洗液灌溉过程中，将裸线安插于圆形坑槽内壁及底部，利用直流电使重金属离子在电场作用下进行向圆形坑槽内壁及底部定向迁移，在电极附近富集；

S7、淋洗液冲洗：上述通电时间结束后，向沟槽中注入清水；

S8、净水渗透：在上述首次注入清水后每隔1H灌溉一次清水，持续五次，在注水的同时，利用抽水泵将圆形坑槽中的渗透水抽出，做后期净化处理。

S9、营养剂添加：在最后一次向土壤中灌溉清水的同时，将上述圆形坑槽填埋并压实，向最后一次灌溉的清水中加入Ca和Mg等营养元素，并使清水完全渗透；

S10、土壤检测和对比：待上述清水完全渗透后，待土壤表面充分干燥无水，选取规划土地四周及中部土壤若干份，其选取土壤的深度不一，分别对选取土壤中重金属镉的含量指标进行检测，并将检测数据记录和保存，利用最终数据与最初数据相对比，观察土壤中重金属镉的含量是否达标。

2.根据权利要求1所述的一种重金属镉污染土壤的原位修复方法，其特征在于：所述圆形坑槽具体设置为修复土壤的10％面积，其圆形坑槽的深度低于土壤中重金属镉含量最多的土层底部4M。

3.根据权利要求1所述的一种重金属镉污染土壤的原位修复方法，其特征在于：上述沟槽的宽度设置为10-15CM，且沟槽的深度设置为40CM。

4.根据权利要求1所述的一种重金属镉污染土壤的原位修复方法，其特征在于：上述S4步骤中渗透深度的标准具体设置为土壤中重金属镉含量最多的土层底部4M位置处。

5.根据权利要求1所述的一种重金属镉污染土壤的原位修复方法，其特征在于：上述向最后一次灌溉的清水中加入Ca和Mg等营养元素的含量具体为灌溉水体积的1％。

6.根据权利要求1所述的一种重金属镉污染土壤的原位修复方法，其特征在于：上述检测结果若低于标准含量镉(Cd)＜100ppm，将对土壤进行一次30-40CM的深耕，并在深耕过程中种植紫云英。

7.根据权利要求1所述的一种重金属镉污染土壤的原位修复方法，其特征在于：上述检测结果若高于标准含量镉(Cd)＜100ppm，将填埋的圆形坑槽再次挖开，重复S8、净水渗透。

8.根据权利要求1所述的一种重金属镉污染土壤的原位修复方法，其特征在于：上述S6、电动修复步骤中，通入直流电的电压设定为24V一下，电流为10mA一下，并且具体通电时间为2H。