CN108941183A - 用于土壤污染改性修复的重金属吸附方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于土壤污染改性修复的重金属吸附方法，所述方法包括如下步骤：S1:调理剂备置：锯末烘干至含水率不超过5%；S2：取污染土壤，与聚丙烯酸钠和锯末按质量比1000：（25‑30）:1的比例混合均匀；S3:向步骤S2的混合物中加入一定量的有机物，拌匀后，静态好氧发酵一定时间至充分腐熟为止，发酵过程中强制通风。本方法利用传统的堆肥方法，堆积污染土壤，将污染物与有机物（稻草、麦秸、碎木片和树皮等、粪便等混合起来）依靠堆肥过程中的微生物作用来降解土壤中难降解的有机污染物。
Description
方法领域
本发明涉及用于土壤污染改性修复的重金属吸附方法，属于土壤修复方法领域。
背景方法
土壤污染作为一个制约人类社会可持续发展的问题正日益受到世界各国的广泛关注。造成土壤污染的原因主要有过量使用化学肥料、化学农药，各种污水、污泥及有机废弃物的不当处置，有害物质的事故性排放及各类污染物在土壤中的长期积累等。土壤污染对地下水、地表水造成次污染，通过饮用水或土壤—植物系统经由食物链进入人体而危及人类健康。
土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的方法措施，是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物， 使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。从根本上说，污染土壤修复的方法原理可包括为：(1)改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式，降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性；(2)降低土壤中有害物质的浓度。目前常用的污染土壤修复方法多为物理和化学方法，它的优点在于直接、快速，但持效性差，使用方法或用量不当，不仅达不到修复效果，反而出现新的污染。因此，亟待需要开发一种用于土壤污染改性修复的重金属吸附方法。
发明内容
本发明的目的在于解决现有方法的不足，提供一种用于土壤污染改性修复的重金属吸附方法。
本发明解决其方法问题所采用的方法方案是：
用于土壤污染改性修复的重金属吸附方法，所述方法包括如下步骤：
S1: 调理剂备置：锯末烘干至含水率不超过5%；
S2：取污染土壤，与聚丙烯酸钠和锯末按质量比1000：（25-30）:1的比例混合均匀；
S3: 向步骤S2的混合物中加入一定量的有机物，拌匀后，静态好氧发酵一定时间至充分腐熟为止，发酵过程中强制通风。
优选的，步骤S3中，有机物为粉碎的稻草、玉米秸秆、麦秸、碎木片或树皮以及畜禽粪便。
优选的，步骤S3中稻草、玉米秸秆、麦秸、碎木片或树皮的添加量为0.25立方米/立方米混合物；畜禽粪便的含水率低于50%，畜禽粪便的添加量为0.1立方米/立方米混合物。
优选的，步骤S3中发酵温度大于55℃的时间不低于3-4天，发酵至腐熟的时间为28-30天。
优选的，所述方法还包括：
S4：将腐熟的混合物回填至污染区，回填后对该区域的土地进行深耕及平整；
S5：选取对重金属吸附能力强、生物量大的植物的任意两种，以间作方式分片区种植于步骤S4的回填区域，种植复绿，直至土壤中重金属指标合规。
优选的， 步骤S5中种植方式为：多年生木本植物采用种苗，一年生植物采用种子种。
优选的，步骤S5中植物为蜈蚣草、印度芥菜、黑麦草和向日葵中的任意两种。
本发明的有益效果是：
本方法利用传统的堆肥方法，堆积污染土壤，将污染物与有机物（稻草、麦秸、碎木片和树皮等、粪便等混合起来）依靠堆肥过程中的微生物作用来降解土壤中难降解的有机污染物。
该方法还使用高分子聚丙烯酸钠的重金属离子的吸附能力。由于聚丙烯酸钠含有大量的羧基和亲水集团，因而用来增强土壤中的保水能力，并利用高分子聚丙烯酸钠吸水动力来松动土壤，增加土壤中负电荷的数量和土壤的阳离子交换量。
也可以用聚丙烯酸钠高吸水性树脂代替单纯的聚丙烯酸钠，聚丙烯酸钠高吸水性树脂是由电离性基团的亲水性高分子部分交联形成的聚合物。这种聚合物因轻度交联而形成网络结构，即高吸水性树脂可以看作高分子电解质组成的离子和水的构成物，它的网孔可以机械地吸收重金属离子、分子及微粒，它的分子表面或断链处的羧基的负电荷也可以吸附, 并且由于二价离子的引入可形成羧基间的键桥，使聚丙烯酸钠的交联密度增加，吸附稳定、聚丙烯酸盐就会吸附重金属，他的离子性能此时主要为修复重金属污染土壤。
本方法工艺选材便宜，已有材料（如锯末）对pH值调整，厌氧降解有机污染物，利用聚丙烯酸钠亲水性来增强土壤中的保水能力，并利用高分子聚丙烯酸钠吸水动力来松动土壤，增加土壤中负电荷的数量和土壤的阳离子交换量。重金属吸附功能解决了土壤污染改性修复重金属吸附方法高成本的难题，该方法优点是填埋结构简单，操作方便，施工造价低，在土壤修复、复绿方法中很经济的一种方法值得推广。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的方法方案作进一步的具体说明。
实施例1：
用于土壤污染改性修复的重金属吸附方法，所述方法包括如下步骤：
S1: 调理剂备置：锯末烘干至含水率不超过5%；
S2：取污染土壤，与聚丙烯酸钠和锯末按质量比1000：25:1的比例混合均匀；
S3: 向步骤S2的混合物中加入一定量的有机物，拌匀后，静态好氧发酵一定时间至充分腐熟为止，发酵过程中强制通风。
本实施例中，步骤S3中，有机物为粉碎的稻草以及畜禽粪便，步骤S3中稻草的添加量为0.25立方米/立方米混合物；畜禽粪便的含水率低于50%，畜禽粪便的添加量为0.1立方米/立方米混合物，步骤S3中发酵温度大于55℃的时间不低于3天，发酵至腐熟的时间为28天。
实施例2：
用于土壤污染改性修复的重金属吸附方法，所述方法包括如下步骤：
S1: 调理剂备置：锯末烘干至含水率不超过5%；
S2：取污染土壤，与聚丙烯酸钠和锯末按质量比1000： 30:1的比例混合均匀；
S3: 向步骤S2的混合物中加入一定量的有机物，拌匀后，静态好氧发酵一定时间至充分腐熟为止，发酵过程中强制通风；
S4：将腐熟的混合物回填至污染区，回填后对该区域的土地进行深耕及平整；
S5：选取对重金属吸附能力强、生物量大的植物的任意两种，以间作方式分片区种植于步骤S4的回填区域，种植复绿，直至土壤中重金属指标合规。
本实施例中，步骤S3中，有机物为粉碎的玉米秸秆以及畜禽粪便，步骤S3中玉米秸秆的添加量为0.25立方米/立方米混合物；畜禽粪便的含水率低于50%，畜禽粪便的添加量为0.1立方米/立方米混合物，步骤S3中发酵温度大于55℃的时间不低于4天，发酵至腐熟的时间为30天。步骤S5中种植方式为：多年生木本植物采用种苗，一年生植物采用种子种。
具体的说，步骤S5中植物为蜈蚣草、印度芥菜。
实施例3：
用于土壤污染改性修复的重金属吸附方法，所述方法包括如下步骤：
S1: 调理剂备置：锯末烘干至含水率不超过5%；
S2：取污染土壤，与聚丙烯酸钠和锯末按质量比1000：28:1的比例混合均匀；
S3: 向步骤S2的混合物中加入一定量的有机物，拌匀后，静态好氧发酵一定时间至充分腐熟为止，发酵过程中强制通风；
S4：将腐熟的混合物回填至污染区，回填后对该区域的土地进行深耕及平整；
S5：选取对重金属吸附能力强、生物量大的植物的任意两种，以间作方式分片区种植于步骤S4的回填区域，种植复绿，直至土壤中重金属指标合规。本实施例中，步骤S3中，有机物为粉碎的麦秸以及畜禽粪便，步骤S3中麦秸的添加量为0.25立方米/立方米混合物；畜禽粪便的含水率低于50%，畜禽粪便的添加量为0.1立方米/立方米混合物，步骤S3中发酵温度大于55℃的时间不低于4天，发酵至腐熟的时间为29天。步骤S5中种植方式为：多年生木本植物采用种苗，一年生植物采用种子种。具体的说，步骤S5中植物为黑麦草和向日葵。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的方法方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (7)
1.用于土壤污染改性修复的重金属吸附方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
S1: 调理剂备置：锯末烘干至含水率不超过5%；
S2：取污染土壤，与聚丙烯酸钠和锯末按质量比1000：（25-30）:1的比例混合均匀；
S3: 向步骤S2的混合物中加入一定量的有机物，拌匀后，静态好氧发酵一定时间至充分腐熟为止，发酵过程中强制通风。
2.根据权利要求1所述的用于土壤污染改性修复的重金属吸附方法，其特征在于：步骤S3中，有机物为粉碎的稻草、玉米秸秆、麦秸、碎木片或树皮以及畜禽粪便。
3.根据权利要求2所述的用于土壤污染改性修复的重金属吸附方法，其特征在于：步骤S3中稻草、玉米秸秆、麦秸、碎木片或树皮的添加量为0.25立方米/立方米混合物；畜禽粪便的含水率低于50%，畜禽粪便的添加量为0.1立方米/立方米混合物。
4.根据权利要求1所述的用于土壤污染改性修复的重金属吸附方法，其特征在于：步骤S3中发酵温度大于55℃的时间不低于3-4天，发酵至腐熟的时间为28-30天。
5.根据权利要求1所述的用于土壤污染改性修复的重金属吸附方法，其特征在于：所述方法还包括：
S4：将腐熟的混合物回填至污染区，回填后对该区域的土地进行深耕及平整；
S5：选取对重金属吸附能力强、生物量大的植物的任意两种，以间作方式分片区种植于步骤S4的回填区域，种植复绿，直至土壤中重金属指标合规。
6.根据权利要求5所述的用于土壤污染改性修复的重金属吸附方法，其特征在于：步骤S5中种植方式为：多年生木本植物采用种苗，一年生植物采用种子种。
7.根据权利要求6所述的用于土壤污染改性修复的重金属吸附方法，其特征在于：步骤S5中植物为蜈蚣草、印度芥菜、黑麦草和向日葵中的任意两种。
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