CN109848203A - 一种降解土壤镉的修复方法 - Google Patents
一种降解土壤镉的修复方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109848203A CN109848203A CN201910224390.3A CN201910224390A CN109848203A CN 109848203 A CN109848203 A CN 109848203A CN 201910224390 A CN201910224390 A CN 201910224390A CN 109848203 A CN109848203 A CN 109848203A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soil
- cadmium
- restorative procedure
- degrading
- parts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 117
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 77
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 21
- 244000104272 Bidens pilosa Species 0.000 claims abstract description 17
- 238000009418 renovation Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000006872 improvement Effects 0.000 claims abstract description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 235000010662 Bidens pilosa Nutrition 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 10
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims description 8
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 5
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 5
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 4
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 3
- QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N Disodium Chemical compound [Na][Na] QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 241001655322 Streptomycetales Species 0.000 claims 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 13
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005067 remediation Methods 0.000 abstract description 5
- 241000842328 Bidens bipinnata Species 0.000 abstract description 3
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 241000219793 Trifolium Species 0.000 abstract description 2
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004380 ashing Methods 0.000 abstract 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 11
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 11
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 7
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 7
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+) Chemical compound [Cd+2] WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 241000187747 Streptomyces Species 0.000 description 4
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000003109 Disodium ethylene diamine tetraacetate Substances 0.000 description 3
- ZGTMUACCHSMWAC-UHFFFAOYSA-L EDTA disodium salt (anhydrous) Chemical group [Na+].[Na+].OC(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC(O)=O)CC([O-])=O ZGTMUACCHSMWAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 235000019301 disodium ethylene diamine tetraacetate Nutrition 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 3
- 241000143476 Bidens Species 0.000 description 2
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- RLLPVAHGXHCWKJ-IEBWSBKVSA-N (3-phenoxyphenyl)methyl (1s,3s)-3-(2,2-dichloroethenyl)-2,2-dimethylcyclopropane-1-carboxylate Chemical group CC1(C)[C@H](C=C(Cl)Cl)[C@@H]1C(=O)OCC1=CC=CC(OC=2C=CC=CC=2)=C1 RLLPVAHGXHCWKJ-IEBWSBKVSA-N 0.000 description 1
- 241000270955 Achnatherum calamagrostis Species 0.000 description 1
- 240000006439 Aspergillus oryzae Species 0.000 description 1
- 235000002247 Aspergillus oryzae Nutrition 0.000 description 1
- 241000193755 Bacillus cereus Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 235000021329 brown rice Nutrition 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005695 dehalogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000009393 electroremediation Methods 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002786 root growth Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000005068 transpiration Effects 0.000 description 1
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/06—Reclamation of contaminated soil thermally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
- B09C1/085—Reclamation of contaminated soil chemically electrochemically, e.g. by electrokinetics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
- B09C1/105—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes using fungi or plants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
- C09K17/48—Organic compounds mixed with inorganic active ingredients, e.g. polymerisation catalysts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2101/00—Agricultural use
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mycology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Botany (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明提供了一种降解土壤镉的修复方法，具体步骤如下：步骤一，检测土壤中镉的含量；步骤二，将土壤表层的土壤进行破碎过筛，称重；步骤三，润湿土壤，去除土壤中的部分镉，得到半修复土壤；步骤四，将半修复土壤与修复剂进行混合，静置，得到改良土壤；步骤五，在改良土壤中种植三叶鬼针草，生长季结束后连根收割，灰化，得到成品土壤。通过阴阳极电极、修复剂处理镉污染土壤，并在土壤上种植鬼针三叶草，达到了电动力学修复、化学修复法、微生物修复法和植物修复法共同作用修复镉污染土壤的效果，尽可能多的除去土壤中存在的多种形态的镉，降低土壤中的镉的含量，修复效果好，方法易于实现，节约资源，安全性高，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于土壤污染修复技术领域，特别涉及一种降解土壤镉的修复方法。
背景技术
随着全球环境破坏的日益严重，土壤污染成为世界各国研究的重点，而重金属被认为是土壤的主要污染物之一。目前，中国多个稻米出产区被查出重金属镉超标，引起全民震惊。镉在土壤中的移动性小，通过食物链进入人体后，潜在危害极大，不利于人类的健康和社会的稳定，“镉米危机”敲响了土壤污染的警钟。
污染土壤中的镉有多种存在形态，包括离子交换态、碳酸盐结合态、有机结合态和铁锰氧化物结合态等多种形态。
目前，重金属镉污染的修复技术主要有物理修复技术，生物修复技术和化学修复技术，其中物理修复技术包括玻璃化技术、热处理技术、电动力修复技术等，物理修复技术主要针对离子交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态的镉；生物修复技术包括微生物修复技术、植物修复技术、植物固化技术等，主要针对离子交换态和有机结合态的镉；化学修复技术包括土壤淋洗技术、氧化还原技术、化学脱卤技术、溶剂提取技术等，主要针对离子交换态和有机结合态的镉。这些修复技术只能针对土壤中某种形态的镉进行去除，不能对土壤中存在的多种形态的镉进行去除。当在土壤中种植农作物时，镉依旧会被植物吸收，通过食物链进入动植物和人体内，对人类的健康造成危害。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种降解土壤镉的修复方法，解决现有技术只能修复单一形态镉离子的问题。
本发明的技术方案为：一种降解土壤镉的修复方法，包括如下步骤：
步骤一、测定土壤中镉的含量；
步骤二、将被镉污染的土壤表层3-10cm的土壤进行破碎和过筛，去除石块及砂砾，备用；
步骤三、湿润土壤，去除润湿土壤中的部分隔后，得到半修复土壤；
步骤四、在半修复土壤中加入修复剂，均匀混合，静置48-72h，得到改良土壤；
步骤五、在改良土壤中种植三叶鬼针草，待三叶鬼针草生长季结束后，将三叶鬼针草连根拔除，灰化，即可得到修复后的土壤。
优选的，步骤三中去除部分镉是通过反应柱进行，反应柱为管状，反应柱的两端分别与两个弯管卡接，两个弯管中分别设有阳极电极和阴极电极；去除部分镉的方法是将待修复土壤装进反应柱的空腔内，将阳极电极和阴极电极通过导线连接，导线上设有万能表，运行30-36d。
优选的，修复剂的添加量为待修复土壤重量：修复剂重量=100：（0.7-1.5）。
优选的，土壤修复剂包括氮磷钾肥30-50份、络合剂5-10份、落叶20-30份、粉煤灰25-35份、芽孢杆菌7-13份、泾阳链霉菌5-10份、米曲10-15份。
优选的，在运行过程中，在阳极电极和阴极电极周围加入0.2mol/L的HCl，使其渗入土壤中。
优选的，阳极电极为铁屑，阴极电极为活性炭。
优选的，活性炭中设有碳棒，铁屑中设有铁棒。
优选的，络合剂为乙二胺四乙酸二钠。
优选的，芽孢杆菌为胶状芽孢杆菌，胶状芽孢杆菌活菌量为≥100亿/克。
优选的，三叶鬼针草的种植密度为5000~7000株/亩。
本发明具有如下有益效果：
本发明提供的一种降解土壤镉的修复方法，通过阴阳极电极、修复剂处理镉污染土壤，并在土壤上种植鬼针三叶草，达到了电动力学修复、化学修复法、微生物修复法和植物修复法共同作用修复镉污染土壤的效果，尽可能多的除去土壤中存在的多种形态的镉，降低土壤中的镉的含量，修复效果好，方法易于实现，节约资源，安全性高，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明提供的一种降解土壤镉的修复方法中原电池的示意图。
图中：1.待修复土壤；2.反应柱；3.活性炭；4.铁屑；5.弯管；6.碳棒；7.铁棒；8.导线；9.万能表。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
实施例1
一种降解土壤镉的修复方法，包括如下步骤：
步骤一、采取被镉污染土壤的样品，测定土壤样品中镉的含量。
步骤二、将被镉污染的土壤表层10cm的土壤进行破碎和过筛，去除石块及砂砾，备用，对待修复的土壤（1）进行称重。
步骤三、润湿土壤是向镉污染的土壤中加入水，搅拌均匀，之后将润湿的待修复土壤（1）填充进PVC反应柱（2）中，PVC反应柱（2）的两端分别与活性炭（3）和铁屑（4）之间卡接连通，将碳棒（4）的下端插入到活性炭（3）中，碳棒（6）的上端通过导线（8）与万能表（9）电连接；将铁棒（7）的下端插入到铁屑（4）中，铁棒（7）的上端通过导线（8）与万能表（9）电连接（如图1所示）。在原电池运行的过程，在活性炭（3）和铁屑（4）中加入0.2mol/L的HCl，加入的HCl通过活性炭（3）和铁屑（4）的空隙，渗透3进土壤中，在原电池的作用下，发生氧化还原反应，铁屑（4）在电池土壤修复过程中，铁被腐蚀，失去电子，铁腐蚀产生的惰性膜覆盖在铁的表面，引起阳极极化，使铁屑（4）的电位变得更正，导线（8）将电子传输给碳棒（6），活性炭（3）作为原电池的阴极，H+在碳棒（6）上获得电子放电，O2和H2O的电子生成氢氧根，H+和O2都被逐渐消耗，静态情况下空气中的O2很难进入土壤，使活性炭（3）的电位变得更负，土壤中的离子交换态镉在电迁移作用下往活性炭（3）的方向移动，同时的土壤中的铁锰氧化物结合态的镉随着电迁移同向活性炭的方向移动，进而均被活性炭（3）吸附；在活性炭（3）中释放适量HCl，使HCl扩散到土壤中，既可以将土壤中碳酸盐结合态的镉释放出来，使其转化为离子交换态的镉，最终向活性炭（3）方向迁移，被活性炭（3）吸附，同时盐酸为阴极电极补充氢离子，使反应能够继续进行；同时给铁屑（4）中加入适量盐酸，中和铁屑（4）附近土壤的碱性环境，使原电池的电流增大，镉离子的移动速率增大。静止运行30天后，将处理后的土壤取出备用，得到半修复土壤。
步骤四、按照待修复土壤重量：修复剂重量=100：0.7的比例，在半修复土壤中添加土壤修复剂，土壤修复剂包括氮磷钾肥40份、乙二胺四乙酸二钠8份、落叶25份、粉煤灰29份、胶状芽孢杆菌12份、泾阳链霉菌8份、米曲14份，其中芽孢杆菌的细胞壁中含有大量肽聚糖和磷壁酸，因此能够提供大量的羧酸、酰胺基等活性基团，这些基团可以失去质子而使菌体表面带有较强负电荷，使菌体能够靠静电引力吸附离子交换态的镉，同时胶状芽孢杆菌在生长繁殖的过程中产生有机酸、氨基酸、多糖等可以与土壤中的有机结合态的镉发生络合反应形成更稳定的络合物；络合剂乙二胺四乙酸二钠能够与重金属镉离子形成更稳定的络合物，增加有机结合态的镉的溶解性和移动性；氮磷钾肥为无机肥料，可以补充土壤的肥效；泾阳链霉菌可以促进土壤中的有机质分解，增强土壤的肥效；米曲中的米曲霉，使落叶中的有机质分解为植物生长所需的营养，提高土壤有机质，改善土壤结构；粉煤灰能够促进植物对离子交换态镉的吸收，可以变废为宝。将土壤修复剂与土壤混合均匀后在30℃条件下，静置60小时，得到改良土壤。
步骤五、将改良的土壤平铺在取土的位置，平铺开来，在改善的土壤中种植三叶鬼针草，每亩种植6000株，并且浇水施肥，修复剂中的氮磷钾肥和其它成分可以增强三叶鬼针草的根系生长，稳定的络合物能够穿过三叶鬼针草根部的细胞膜，进入三叶鬼针草的体内，通过植物的蒸腾作用，使络合物中的镉离子运输到植物的地上部分，使镉离子富集在三叶鬼针草中，使三叶鬼针草的生物量增大，待三叶鬼针草长成后，将三叶鬼针草连根收割，将三叶鬼针草全部灰化，即可得到修复后的土壤成品。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤四中待修复土壤重量：修复剂重量=100：1.0。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤四中待修复土壤重量：修复剂重量=100：1.5。
对比例为在不作任何处理的土壤上种植水稻。
在对比例1和经过实施例1、2、3修复过后的土壤上各种植面积大约为半亩的水稻，成熟后，对每块试验田抽取10个样品，每个样品重为1kg，检测每千克大米镉含量。得到如下实验数据：
| 实施例 | 平均镉含量（mg/kg） |
| 实施例1 | 0.32 |
| 实施例2 | 0.21 |
| 实施例3 | 0.15 |
| 对比例1 | 0.47 |
根据我国现行国家标准《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2012)中的规定，稻谷、糙米、大米中的镉限量值均为0.20mg/kg，由此可见通过本发明，轻度镉污染的土壤种植的大米能够符合国家食品安全标准。
本发明首先在土壤中设置阳极电极和阴极电极，在电化学的作用下离子交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态的镉均能被阴极电极所吸附，这达到了电动力学修复法的效果。
之后添加修复剂，使修复剂中的络合剂可以与离子交换态的镉和有机结合态的镉络合形成更稳定的络合物，增加有机结合态的镉的移动性和溶解性，提高被植物吸收的可能性，这达到了化学修复法中化学固定的效果。
同时修复剂中的胶质芽孢杆菌可以降解离子交换态的镉，泾阳链霉菌和米曲可以增强土壤肥力，改善土壤结构，促进植物生长，吸收土壤中离子交换态的镉，达到了微生物修复镉污染土壤的效果。
最后在土壤中栽种三叶鬼针草，使土壤中的络合物和离子交换态的镉可以被三叶鬼针草的根部吸收，将其富集在三叶鬼针草中，达到修复土壤的目的，同时可以美化环境。这达到了植物修复法修复镉污染土壤的效果。
本发明提供的一种降解土壤镉的修复方法，达到了电动力学修复法、化学修复法、微生物修复法和植物修复法共同修复镉污染土壤的效果，尽可能多的除去土壤中存在的多种形态的镉，降低土壤中的镉的含量，修复效果好，方法易于实现，节约资源，安全性高，具有广阔的应用前景。
Claims (10)
1.一种降解土壤镉的修复方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、测定土壤中镉的含量；
步骤二、将被镉污染的土壤表层3-10cm的土壤进行破碎和过筛，去除石块及砂砾，备用；
步骤三、湿润土壤，去除润湿土壤中的部分隔后，得到半修复土壤；
步骤四、在半修复土壤中加入修复剂，均匀混合，静置48-72h，得到改良土壤；
步骤五、在改良土壤中种植三叶鬼针草，待三叶鬼针草生长季结束后，将三叶鬼针草连根拔除，灰化，即可得到修复后的土壤。
2.根据权利要求1所述的一种降解土壤镉的修复方法，其特征在于：步骤三中去除部分镉是通过反应柱（2）进行，反应柱（2）为管状，反应柱（2）的两端分别与两个弯管（5）卡接，两个弯管（5）中分别设有阳极电极和阴极电极；去除部分镉的方法是将待修复土壤（1）装进反应柱（2）的空腔内，将阳极电极和阴极电极通过导线（8）连接，导线（8）上设有万能表（9），运行30-36d。
3.根据权利要求1所述的一种降解土壤镉的修复方法，其特征在于：所述修复剂的添加量为待修复土壤（1）重量：修复剂重量=100：（0.7-1.5）。
4.根据权利要求1所述的一种降解土壤镉的修复方法，其特征在于：所述土壤修复剂包括氮磷钾肥30-50份、络合剂5-10份、落叶20-30份、粉煤灰25-35份、芽孢杆菌7-13份、泾阳链霉菌5-10份、米曲10-15份。
5.根据权利要求2所述的一种降解土壤镉的修复方法，其特征在于：在运行过程中，在阳极电极和阴极电极周围加入0.2mol/L的HCl，使其渗入土壤中。
6.根据权利要求2所述的一种降解土壤镉的修复方法，其特征在于：所述阳极电极为铁屑（4），所述阴极电极为活性炭（3）。
7.根据权利要求6所述的一种降解土壤镉的修复方法，其特征在于：所述活性炭（3）中设有碳棒（6），所述铁屑（4）中设有铁棒（7）。
8.根据权利要求4所述的一种降解土壤镉的修复方法，其特征在于：所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠。
9.根据权利要求4所述的一种降解土壤镉的修复方法，其特征在于：所述芽孢杆菌为胶状芽孢杆菌，胶状芽孢杆菌活菌量为≥100亿/克。
10.根据权利要求1所述的一种降解土壤镉的修复方法，其特征在于：所述三叶鬼针草的种植密度为5000~7000株/亩。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910224390.3A CN109848203A (zh) | 2019-03-23 | 2019-03-23 | 一种降解土壤镉的修复方法 |
| US16/750,359 US10843242B2 (en) | 2019-03-23 | 2020-01-23 | Remediation method for degradation of cadmium in soil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910224390.3A CN109848203A (zh) | 2019-03-23 | 2019-03-23 | 一种降解土壤镉的修复方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109848203A true CN109848203A (zh) | 2019-06-07 |
Family
ID=66901711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910224390.3A Pending CN109848203A (zh) | 2019-03-23 | 2019-03-23 | 一种降解土壤镉的修复方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10843242B2 (zh) |
| CN (1) | CN109848203A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111229808A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-06-05 | 刘俊龙 | 一种处理重金属土壤污染的修复方法 |
| CN114226432A (zh) * | 2020-09-09 | 2022-03-25 | 农业农村部环境保护科研监测所 | 一种镉砷污染的水田的修复方法及镉和砷的解毒装置 |
| CN114570760A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-06-03 | 蚌埠学院 | 重金属污染土壤的修复方法 |
| US20220234087A1 (en) * | 2021-01-25 | 2022-07-28 | Ming Chi University Of Technology | Method for improving the efficiency of electrokinetic technology for removing pollutants from solid matrix by using a mixed microbial solution |
| CN115318822A (zh) * | 2022-08-12 | 2022-11-11 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 一种修复镉污染土壤的装置及方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113210413B (zh) * | 2021-04-15 | 2022-05-10 | 贵州省土壤肥料研究所(贵州省生态农业工程技术研究中心)(贵州省农业资源与环境研究所) | 一种设施农业土壤重金属镉和连作障碍修复的方法 |
| CN115055511B (zh) * | 2022-06-15 | 2023-06-27 | 中南林业科技大学 | 双极生物炭强化微生物及植物修复重金属污染土壤的装置 |
| CN115074136A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-09-20 | 贵州黔大生态环境与健康研究院有限公司 | 一种重金属污染土壤修复剂和土壤修复方法 |
| CN116536056B (zh) * | 2023-06-30 | 2023-09-15 | 天津渤化环境修复股份有限公司 | 一种土壤污染修复剂 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101138767A (zh) * | 2007-09-29 | 2008-03-12 | 华中科技大学 | 一种重金属污染土壤的修复方法 |
| CN101973666A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-02-16 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种同步去除饮用水中重金属和硝酸盐的方法及其装置 |
| CN104259196A (zh) * | 2014-10-21 | 2015-01-07 | 苗庆龄 | 综合利用生化资源修复重金属污染土壤的方法 |
| CN104874597A (zh) * | 2015-06-17 | 2015-09-02 | 上海大学 | 利用过硫酸盐氧化联合黑麦草修复芘污染湿地土壤的方法和装置 |
| CN108435784A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-08-24 | 南安市创培电子科技有限公司 | 一种重金属镉污染土壤的原位修复方法 |
| CN109201729A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-01-15 | 上海建为环保科技有限公司 | 一种修复铅、镉复合污染土壤的方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5098538A (en) * | 1989-11-06 | 1992-03-24 | Battelle Memorial Institute | Electroacoustic soil decontamination |
| US5458747A (en) * | 1994-01-21 | 1995-10-17 | Electrokinetics, Inc. | Insitu bio-electrokinetic remediation of contaminated soils containing hazardous mixed wastes |
| US5846393A (en) * | 1996-06-07 | 1998-12-08 | Geo-Kinetics International, Inc. | Electrochemically-aided biodigestion of organic materials |
| US6221224B1 (en) * | 1997-08-26 | 2001-04-24 | Lynntech, Inc. | Fluid management system for electrokinetic remediation |
| US6145244A (en) * | 1998-12-11 | 2000-11-14 | Lynntech, Inc. | Methods for enhancing phytoextraction of contaminants from porous media using electrokinetic phenomena |
| CN101745522A (zh) * | 2008-12-05 | 2010-06-23 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种利用三叶鬼针草修复镉-砷复合污染土壤的方法 |
| CN102049410A (zh) * | 2009-11-04 | 2011-05-11 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种强化菊科植物修复镉污染土壤的方法 |
| CN103286119B (zh) * | 2013-06-07 | 2014-10-15 | 华北电力大学 | 氯苯类有机物污染土壤和地下水的修复装置和方法 |
-
2019
- 2019-03-23 CN CN201910224390.3A patent/CN109848203A/zh active Pending
-
2020
- 2020-01-23 US US16/750,359 patent/US10843242B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101138767A (zh) * | 2007-09-29 | 2008-03-12 | 华中科技大学 | 一种重金属污染土壤的修复方法 |
| CN101973666A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-02-16 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种同步去除饮用水中重金属和硝酸盐的方法及其装置 |
| CN104259196A (zh) * | 2014-10-21 | 2015-01-07 | 苗庆龄 | 综合利用生化资源修复重金属污染土壤的方法 |
| CN104874597A (zh) * | 2015-06-17 | 2015-09-02 | 上海大学 | 利用过硫酸盐氧化联合黑麦草修复芘污染湿地土壤的方法和装置 |
| CN108435784A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-08-24 | 南安市创培电子科技有限公司 | 一种重金属镉污染土壤的原位修复方法 |
| CN109201729A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-01-15 | 上海建为环保科技有限公司 | 一种修复铅、镉复合污染土壤的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张宝贵等: "《环境化学 第二版》", 28 February 2018, 华中科技大学出版社 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111229808A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-06-05 | 刘俊龙 | 一种处理重金属土壤污染的修复方法 |
| CN114226432A (zh) * | 2020-09-09 | 2022-03-25 | 农业农村部环境保护科研监测所 | 一种镉砷污染的水田的修复方法及镉和砷的解毒装置 |
| US20220234087A1 (en) * | 2021-01-25 | 2022-07-28 | Ming Chi University Of Technology | Method for improving the efficiency of electrokinetic technology for removing pollutants from solid matrix by using a mixed microbial solution |
| CN114570760A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-06-03 | 蚌埠学院 | 重金属污染土壤的修复方法 |
| CN115318822A (zh) * | 2022-08-12 | 2022-11-11 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 一种修复镉污染土壤的装置及方法 |
| CN115318822B (zh) * | 2022-08-12 | 2023-10-03 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 一种修复镉污染土壤的装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20200298293A1 (en) | 2020-09-24 |
| US10843242B2 (en) | 2020-11-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109848203A (zh) | 一种降解土壤镉的修复方法 | |
| CN105149345A (zh) | 一种微生物、植物、生物炭协同修复土壤重金属污染的方法 | |
| CN106105468B (zh) | 一种秸秆直接还田培肥土壤的方法 | |
| CN110238191B (zh) | 一种针对农药有机物污染土壤的布网式生态修复方法 | |
| CN111205877B (zh) | 一种治理农田镉污染土壤的复合修复剂及修复方法 | |
| CN110695079B (zh) | 利用电动修复耦合植物萃取技术去除底层汞污染土壤中汞的方法 | |
| CN106540958A (zh) | 一种利用解磷菌强化植物修复镉污染土壤的方法 | |
| CN107176893A (zh) | 一种用于苋菜的复合肥及其制备方法 | |
| CN105149343A (zh) | 一种重金属污染土壤的修复方法 | |
| CN106995704A (zh) | 一种修复剂、其制备方法以及用其修复重金属污染土壤的方法 | |
| CN109928854A (zh) | 一种具有修复土壤功能的生物有机肥及其制备方法 | |
| CN113461446A (zh) | 一种生物土壤修复肥料及其制备方法和应用 | |
| CN111117909B (zh) | 一种耐多重重金属促植物生长的菌株及其应用 | |
| CN112588800A (zh) | 利用am真菌及杂交狼尾草修复离子型稀土废弃尾矿区土壤 | |
| CN109531874B (zh) | 用生物方法处理并分离农田废旧地膜中杂质的方法 | |
| CN112930743B (zh) | 一种离子型稀土废弃矿区土壤修复方法 | |
| CN110846048B (zh) | 一种基于菌株1jn2的微生物修复剂及其制备使用方法 | |
| CN117778283A (zh) | 一种解盐促生复合微生物菌剂制备方法及其应用 | |
| CN110272853B (zh) | 一种微生物培养方法 | |
| CN114951247B (zh) | 一种油菜与伴矿景天间作修复土壤镉污染的方法 | |
| CN107457255A (zh) | 一种重金属污染土壤的修复方法 | |
| CN113560333A (zh) | 一种离子型稀土尾砂矿土壤的修复方法 | |
| CN102616932A (zh) | 一种富藻水治理方法及其应用系统 | |
| CN113366945A (zh) | 一种在中轻度镉污染农田边修复边安全种植玉米的间套作方法 | |
| CN111348961A (zh) | 一种利用城市污泥及城市建筑垃圾生产一类土的处置方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190607 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |