CN110293121B - 一种原位修复污染土壤的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤修复领域，针对现有的原位修复污染土壤的方法所需设备复杂、操作麻烦的问题，提供了一种原位修复污染土壤的方法，包括以下步骤：S1、松土；S2、开挖渗透孔；S3、注入洗脱液；S4、加入修复颗粒；其中，修复颗粒包括以下质量份数的组分：聚乙二醇30‑35份；纳米铁粉10‑15份；壳聚糖10‑15份；十二烷基聚乙二醇醚5‑10份；十二烷基苯磺酸钠3‑5份；芦荟纤维粉1‑3份；S5、土壤修复；S6、修复颗粒去除。通过先松土并将土壤中的农药洗脱出来，再用修复颗粒将洗脱出来的农药吸附，最后用磁铁将修复颗粒吸出来集中处理，无需外加设备或电源，有利于节约修复成本，还便于土壤中的农药的集中处理，使得农药不容易对环境造成二次污染。

Description

一种原位修复污染土壤的方法

技术领域

本发明涉及土壤修复领域，更具体地说，它涉及一种原位修复污染土壤的方法。

背景技术

我国是一个农业大国，也是生产和消费农业的大国。目前，农民大多直接向土壤或植物表面喷洒农药，使得土壤受农药污染严重。研究表明，农药在施用过程中只有一部分留在植物上，另一部分进入土壤、空气中。而土壤是农药在环境中的“贮藏库”与“集散地”。研究表明，使用的农药量的80％-90％将最终进入土壤，其中80％以上残留在土壤0-20cm的表土层，因而，土壤农药污染现在已成为一个严重的全球性问题，亟待解决。

公开号为CN104841689A的中国专利申请文件公开了一种利用低温等离子体降解土壤中有机污染物的方法，包括：将含有有机污染物的土壤置入等离子体反应室内，同时通入氧气，直至降解完成；其中，有机污染物为乙草胺和阿特拉津中的一种或两种，等离子体反应室的电压为10-100V。但是，上述方法需要采用等离子体技术，设备复杂、操作麻烦，因此，仍有改进的空间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种原位修复污染土壤的方法，具有操作简单快捷的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种原位修复污染土壤的方法，包括以下步骤：

S1、松土：在待处理的土壤中加入适量水，使得待处理的土壤湿透，然后翻耕土壤，并将土壤捣碎；

S2、开挖渗透孔：在土壤中开挖若干渗透孔；

S3、注入洗脱液：在渗透孔中插入渗透管，其中，渗透管的外壁上开有若干通孔，并往渗透管中倒入正丙醇溶液，当土壤完全被润湿时，停止倒入正丙醇溶液；

S4、加入修复颗粒：将渗透管从渗透孔中取出，然后边翻耕土壤，边向土壤中均匀撒入修复颗粒，使得修复颗粒均匀分布于土壤中；

其中，修复颗粒包括以下质量份数的组分：

聚乙二醇30-35份；

纳米铁粉10-15份；

壳聚糖10-15份；

十二烷基聚乙二醇醚5-10份；

十二烷基苯磺酸钠3-5份；

芦荟纤维粉1-3份；

S5、土壤修复：均匀搅拌土壤，使得修复颗粒充分吸附正丙醇溶液洗脱出来的农药；

S6、修复颗粒去除：边翻耕土壤，边采用磁铁将土壤中的修复颗粒吸出。

采用上述技术方案，通过先松土并利用正丙醇溶液先将土壤中的农药洗脱出来，再采用修复颗粒将洗脱出来的农药吸附，最后采用磁铁将吸附了土壤农药的修复颗粒吸出来集中处理，无需外加设备或电源，有利于节约修复成本，有利于节约能源，操作快捷简便，同时，便于土壤中的农药的集中处理，使得农药不容易对环境造成二次污染，有利于增强环保性能；

通过采用正丙醇溶液洗脱土壤，有利于增强农药的洗脱效果，使得土壤中的农药更容易被洗脱出来，同时，正丙醇与十二烷基聚乙二醇醚、十二烷基苯磺酸钠均具有良好的相容性，从而有利于修复颗粒更好地吸附正丙醇溶液中被洗脱出来的农药，进而使得处理后的土壤中更加不容易存在农药，有利于提高土壤的修复效果；

通过加入聚乙二醇，有利于对铁粉进行包裹，从而使得修复颗粒吸附土壤中的农药后更容易被磁铁吸出，使得土壤中更加不容易存在修复颗粒，进而使得土壤中更加不容易存在残留的农药，进而有利于提高土壤的修复效果；

铁粉还具有一定的吸水性，从而有利于吸附土壤中的水分，使得修复颗粒被磁铁吸出后无需再对土壤进行脱水处理，操作简便；

通过采用壳聚糖、十二烷基聚乙二醇醚、十二烷基苯磺酸钠以及芦荟纤维粉协同配合，有利于增强修复颗粒对正丙醇溶液的吸附作用，使得正丙醇溶液中的农药更容易被吸附至修复颗粒中，同时，还有利于吸附土壤中的重金属，从而使得土壤中更加不容易存在农药以及重金属，进而有利于增强修复颗粒的土壤修复效果。

本发明进一步设置为：所述步骤S1中，土壤的开挖翻耕深度为30-35cm。

采用上述技术方案，通过控制土壤的开挖翻耕的深度为30-35cm，有利于提高土壤的修复效率，便于开挖以及修复工程的同时有利于土壤中的绝大部分的农药的去除，有利于采用尽量小的工程以去除尽量多的农药，有利于节约修复成本，有利于节约能源。

本发明进一步设置为：所述步骤S3中，渗透管的一端插入未翻耕松土的部分为2-4cm。

采用上述技术方案，通过控制渗透管的一端插入未翻耕松土的部分为2-4cm，有利于提高渗透管的稳定性的同时有利于正丙醇溶液更好地通过渗透管的通孔均匀渗透至土壤中，从而有利于土壤中的农药更好地被洗脱出来，有利于提高洗脱效果，进而使得土壤中更加不容易存在农药，进而有利于提高土壤的修复效果。

本发明进一步设置为：所述步骤S3中，正丙醇溶液的质量百分浓度为40％-45％。

采用上述技术方案，通过采用质量百分浓度为40％-45％的正丙醇溶液作为洗脱液，有利于提高洗脱效率，使得土壤中的农药更容易被洗脱出来，从而使得土壤中更加不容易存在农药，进而有利于提高土壤的修复效果。

本发明进一步设置为：所述修复颗粒还包括以下质量份数的组分：

水玻璃0.5-1份。

采用上述技术方案，通过加入水玻璃，有利于增强各组分之间的胶黏性，从而有利于增强各组分更好地混合均匀，使得修复颗粒的稳定性提高，进而有利于修复颗粒更好地发挥作用以吸附被洗脱出来的农药，进而使得处理后的土壤中更加不容易残留有农药，有利于提高土壤的修复效果。

本发明进一步设置为：所述修复颗粒还包括以下质量份数的组分：

氧化钙0.1-0.5份。

采用上述技术方案，通过加入氧化钙，有利于增强修复颗粒的吸水性，从而有利于吸附土壤中的水分，使得修复颗粒被磁铁吸出之后无需再对土壤进行脱水处理，操作简便；同时，氧化钙吸水后容易生成氢氧化钙，可能会使得土壤中含有氢氧根，从而使得土壤中的重金属可能会与氢氧根结合以被除去，进而还有利于降低土壤中的重金属含量。

本发明进一步设置为：所述修复颗粒还包括以下质量份数的组分：

活性炭0.1-0.3份。

采用上述技术方案，通过加入活性炭，有利于对土壤中的其他杂质以及异味进行吸附，使得处理后的土壤不容易存在其他杂质以及异味，有利于提高处理后的土壤的洁净度，进而有利于扩大土壤处理后的适用范围，使得土壤的重复利用率提高。

本发明进一步设置为：所述修复颗粒还包括以下质量份数的组分：

蒙脱石0.1-0.5份。

采用上述技术方案，通过加入蒙脱石，有利于提高修复颗粒的吸水能力，从而有利于修复颗粒吸附土壤中的水分，使得处理后的土壤中更加不容易含有水分，进而使得修复颗粒被磁铁吸出后无需再进行脱水处理，操作简便；同时，蒙脱石还有利于增强修复颗粒对洗脱液中被洗脱出来的农药的吸附作用，使得处理后的土壤中更加不容易残留有农药，进而有利于提高土壤的修复效果。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.通过先松土并利用正丙醇溶液先将土壤中的农药洗脱出来，再采用修复颗粒将洗脱出来的农药吸附，最后采用磁铁将吸附了土壤农药的修复颗粒吸出来集中处理，无需外加设备或电源，有利于节约修复成本，还便于土壤中的农药的集中处理，使得农药不容易对环境造成二次污染；

2.通过采用正丙醇溶液洗脱土壤，有利于增强农药的洗脱效果，使得土壤中的农药更容易被洗脱出来，还有利于修复颗粒更好地吸附正丙醇溶液中被洗脱出来的农药，有利于提高土壤的修复效果；

3.通过加入聚乙二醇，有利于对铁粉进行包裹，有利于修复颗粒吸附土壤中的农药后更容易被磁铁吸出，使得土壤中更加不容易存在修复颗粒，有利于提高土壤的修复效果；

4.铁粉还具有一定的吸水性，从而有利于吸附土壤中的水分，使得修复颗粒被磁铁吸出后无需再对土壤进行脱水处理，操作简便；

5.采用壳聚糖、十二烷基聚乙二醇醚、十二烷基苯磺酸钠以及芦荟纤维粉协同配合，使得正丙醇溶液中的农药更容易被吸附至修复颗粒中，还有利于吸附土壤中的重金属，有利于增强修复颗粒的土壤修复效果。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种原位修复污染土壤的方法，其特征是：包括以下步骤：

S1、松土，具体如下：

在待处理的土壤中加入适量水，使得待处理的土壤湿透，然后翻耕土壤，并将土壤捣碎，使得土壤均匀蓬松，同时，控制土壤的开挖翻耕的深度为30cm。

S2、开挖渗透孔，具体如下：

在土壤中开挖若干渗透孔，并使得若干渗透孔均匀分布于土壤中。

S3、注入洗脱液，具体如下：

在渗透孔中插入渗透管，并使得渗透管的一端插入至未翻耕松土的土壤中，同时控制渗透管插入至未翻耕松土的土壤的部分为2cm。其中，渗透管的外壁上开有若干通孔，且若干通孔均匀分布于渗透管上。

然后往渗透管中倒入质量百分浓度为40％的正丙醇溶液，当土壤完全被润湿时，停止倒入正丙醇溶液。

S4、加入修复颗粒，具体如下：

将渗透管从渗透孔中取出，然后边翻耕土壤，边向土壤中均匀撒入修复颗粒，使得修复颗粒均匀分布于土壤中。

其中，修复颗粒包括以下质量份数的组分：

聚乙二醇30kg；纳米铁粉15kg；壳聚糖12.5kg；十二烷基聚乙二醇醚5kg；十二烷基苯磺酸钠5kg；芦荟纤维粉3kg。

修复颗粒的制备方法如下：在100L的搅拌釜中，加入纳米铁粉15kg，以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入壳聚糖12.5kg、十二烷基聚乙二醇醚5kg、十二烷基苯磺酸钠5kg、芦荟纤维粉3kg，搅拌混合均匀，再边搅拌边加入聚乙二醇30kg，搅拌15min后，形成预混物；将预混物投入造粒机中造粒出料，即得修复颗粒。

S5、土壤修复，具体如下：

均匀搅拌土壤，使得修复颗粒充分吸附正丙醇溶液中被洗脱出来的农药。

S6、修复颗粒去除，具体如下：

边翻耕土壤，边采用磁铁将土壤中的修复颗粒吸出，直至土壤中修复颗粒被全部吸出，即完成污染土壤的修复。

实施例2

一种原位修复污染土壤的方法，其特征是：包括以下步骤：

S1、松土，具体如下：

在待处理的土壤中加入适量水，使得待处理的土壤湿透，然后翻耕土壤，并将土壤捣碎，并使得土壤均匀蓬松，同时，控制土壤的开挖翻耕的深度为33cm。

S2、开挖渗透孔，具体如下：

在土壤中开挖若干渗透孔，并使得若干渗透孔均匀分布于土壤中。

S3、注入洗脱液，具体如下：

在渗透孔中插入渗透管，并使得渗透管的一端插入至未翻耕松土的土壤中，同时控制渗透管插入至未翻耕松土的土壤的部分为3cm。其中，渗透管的外壁上开有若干通孔，且若干通孔均匀分布于渗透管上。

然后往渗透管中倒入质量百分浓度为43％的正丙醇溶液，当土壤完全被润湿时，停止倒入正丙醇溶液。

S4、加入修复颗粒，具体如下：

将渗透管从渗透孔中取出，然后边翻耕土壤，边向土壤中均匀撒入修复颗粒，使得修复颗粒均匀分布于土壤中。

其中，修复颗粒包括以下质量份数的组分：

聚乙二醇32.5kg；纳米铁粉10kg；壳聚糖15kg；十二烷基聚乙二醇醚7.5kg；十二烷基苯磺酸钠4kg；芦荟纤维粉2kg。

修复颗粒的制备方法如下：在100L的搅拌釜中，加入纳米铁粉10kg，以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入壳聚糖15kg、十二烷基聚乙二醇醚7.5kg、十二烷基苯磺酸钠4kg、芦荟纤维粉2kg，搅拌混合均匀，再边搅拌边加入聚乙二醇32.5kg，搅拌15min后，形成预混物；将预混物投入造粒机中造粒出料，即得修复颗粒。

S5、土壤修复，具体如下：

均匀搅拌土壤，使得修复颗粒充分吸附正丙醇溶液中被洗脱出来的农药。

S6、修复颗粒去除，具体如下：

边翻耕土壤，边采用磁铁将土壤中的修复颗粒吸出，直至土壤中修复颗粒被全部吸出，即完成污染土壤的修复。

实施例3

一种原位修复污染土壤的方法，其特征是：包括以下步骤：

S1、松土，具体如下：

在待处理的土壤中加入适量水，使得待处理的土壤湿透，然后翻耕土壤，并将土壤捣碎，并使得土壤均匀蓬松，同时，控制土壤的开挖翻耕的深度为35cm。

S2、开挖渗透孔，具体如下：

在土壤中开挖若干渗透孔，并使得若干渗透孔均匀分布于土壤中。

S3、注入洗脱液，具体如下：

在渗透孔中插入渗透管，并使得渗透管的一端插入至未翻耕松土的土壤中，同时控制渗透管插入至未翻耕松土的土壤的部分为4cm。其中，渗透管的外壁上开有若干通孔，且若干通孔均匀分布于渗透管上。

然后往渗透管中倒入质量百分浓度为45％的正丙醇溶液，当土壤完全被润湿时，停止倒入正丙醇溶液。

S4、加入修复颗粒，具体如下：

将渗透管从渗透孔中取出，然后边翻耕土壤，边向土壤中均匀撒入修复颗粒，使得修复颗粒均匀分布于土壤中。

其中，修复颗粒包括以下质量份数的组分：

聚乙二醇35kg；纳米铁粉12.5kg；壳聚糖10kg；十二烷基聚乙二醇醚10kg；十二烷基苯磺酸钠3kg；芦荟纤维粉1kg。

修复颗粒的制备方法如下：在100L的搅拌釜中，加入纳米铁粉12.5kg，以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入壳聚糖10kg、十二烷基聚乙二醇醚10kg、十二烷基苯磺酸钠3kg、芦荟纤维粉1kg，搅拌混合均匀，再边搅拌边加入聚乙二醇35kg，搅拌15min后，形成预混物；将预混物投入造粒机中造粒出料，即得修复颗粒。

S5、土壤修复，具体如下：

均匀搅拌土壤，使得修复颗粒充分吸附正丙醇溶液中被洗脱出来的农药。

S6、修复颗粒去除，具体如下：

边翻耕土壤，边采用磁铁将土壤中的修复颗粒吸出，直至土壤中修复颗粒被全部吸出，即完成污染土壤的修复。

实施例4

与实施例3的区别在于：

修复颗粒还包括以下质量份数的组分：

水玻璃0.5kg；氧化钙0.5kg；活性炭0.2kg；蒙脱石0.3kg。

修复颗粒的制备方法如下：在100L的搅拌釜中，加入纳米铁粉12.5kg，以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入壳聚糖10kg、十二烷基聚乙二醇醚10kg、十二烷基苯磺酸钠3kg、芦荟纤维粉1kg、水玻璃0.5kg、氧化钙0.5kg、活性炭0.2kg、蒙脱石0.3kg，搅拌混合均匀，再边搅拌边加入聚乙二醇35kg，搅拌15min后，形成预混物；将预混物投入造粒机中造粒出料，即得修复颗粒。

实施例5

与实施例3的区别在于：

修复颗粒还包括以下质量份数的组分：

水玻璃0.75kg；氧化钙0.1kg；活性炭0.3kg；蒙脱石0.5kg。

修复颗粒的制备方法如下：在100L的搅拌釜中，加入纳米铁粉12.5kg，以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入壳聚糖10kg、十二烷基聚乙二醇醚10kg、十二烷基苯磺酸钠3kg、芦荟纤维粉1kg、水玻璃0.75kg、氧化钙0.1kg、活性炭0.3kg、蒙脱石0.5kg，搅拌混合均匀，再边搅拌边加入聚乙二醇35kg，搅拌15min后，形成预混物；将预混物投入造粒机中造粒出料，即得修复颗粒。

实施例6

与实施例3的区别在于：

修复颗粒还包括以下质量份数的组分：

水玻璃1kg；氧化钙0.3kg；活性炭0.1kg；蒙脱石0.1kg。

修复颗粒的制备方法如下：在100L的搅拌釜中，加入纳米铁粉12.5kg，以60r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入壳聚糖10kg、十二烷基聚乙二醇醚10kg、十二烷基苯磺酸钠3kg、芦荟纤维粉1kg、水玻璃1kg、氧化钙0.3kg、活性炭0.1kg、蒙脱石0.1kg，搅拌混合均匀，再边搅拌边加入聚乙二醇35kg，搅拌15min后，形成预混物；将预混物投入造粒机中造粒出料，即得修复颗粒。

比较例1

与实施例1的区别在于：修复颗粒中缺少组分壳聚糖。

比较例2

与实施例1的区别在于：修复颗粒中缺少组分十二烷基聚乙二醇醚。

比较例3

与实施例1的区别在于：修复颗粒中缺少组分十二烷基苯磺酸钠。

比较例4

与实施例1的区别在于：修复颗粒中缺少组分芦荟纤维粉。

实验1

根据GB/T14550-2003《土壤中六六六和滴滴涕测定的气相色谱法》检测土壤处理前的六六六含量(mg/kg)以及滴滴涕含量(mg/kg)，并检测经修复颗粒处理后的六六六含量(mg/kg)以及滴滴涕含量(mg/kg)，计算六六六的去除率(％)以及滴滴涕的去除率(％)。

实验2

根据GB7172-1987《土壤水分测定法》检测实施例1-6的土壤处理前的水分含量(％)以及处理后的水分含量(％)。

实验1的检测数据见表1，实验2的检测数据见表2。

表1

表2

	处理前土壤水分含量(％)	处理后土壤水分含量(％)
			实施例1	16.5	22.5
实施例2	15.8	21.9
			实施例3	17.9	22.3
实施例4	17.2	17.9
			实施例5	15.1	15.7
实施例6	17.6	18.5

根据表1中实施例1-6与比较例1-4的数据对比可得，实施例1-6均采用壳聚糖、十二烷基聚乙二醇醚、十二烷基苯磺酸钠与芦荟纤维粉协同配合，而比较例1中缺少了组分壳聚糖，比较例2中缺少了组分十二烷基聚乙二醇醚，比较例3中缺少了组分十二烷基苯磺酸钠，比较例4中缺少了组分芦荟纤维粉，而实施例1-3的六六六去除率以及滴滴涕去除率均高于比较例1-4的，说明通过采用壳聚糖、十二烷基聚乙二醇醚、十二烷基苯磺酸钠与芦荟纤维粉协同配合，有利于增强修复颗粒的吸附作用，使得土壤中被洗脱出来的农药更容易被修复颗粒吸附，从而使得处理后的土壤中更加不容易存在农药，进而有利于提高土壤的农药去除率，使得土壤的修复效果更好；同时，说明了只有当壳聚糖、十二烷基聚乙二醇醚、十二烷基苯磺酸钠协同配合时，才能更好地起增强修复颗粒的修复效果，缺少了任一组分均容易对修复颗粒的修复效果产生影响。

根据表2中实施例1-6的数据可得，实施例1-6中处理后的土壤水分含量与处理前的土壤水分含量均相差不大，说明通过采用修复颗粒对土壤进行修复处理，有利于吸附土壤中的水分，使得土壤的水分含量下降至合理范围，从而使得土壤的修复处理无需再进行脱水处理，操作简便。

根据表1以及表2中实施例1-3与实施例4-6的数据对比可得，

实施例4-6比实施例1-3新增了组分水玻璃、氧化钙、活性炭以及蒙脱石，实施例4-6的六六六去除率以及滴滴涕去除率均高于实施例1-3的，且实施例4-6的处理后的土壤水分含量更接近于处理前的土壤水分含量，说明通过加入水玻璃、氧化钙、活性炭以及蒙脱石，在一定程度上有利于增强修复颗粒的吸附能力，使得土壤中被洗脱出来的农药更容易被吸附，从而使得土壤的农药去除率更好，使得土壤的修复效果更好；同时，在一定程度上有利于提高修复颗粒的吸水能力，从而使得土壤中的水分含量更接近于正常值，进而有利于处理后的土壤恢复原状，使得经修复颗粒处理后的土壤无需再进行脱水处理，操作简便。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种原位修复污染土壤的方法，其特征是：包括以下步骤：

S1、松土：在待处理的土壤中加入适量水，使得待处理的土壤湿透，然后翻耕土壤，并将土壤捣碎；

S2、开挖渗透孔：在土壤中开挖若干渗透孔；

S3、注入洗脱液：在渗透孔中插入渗透管，其中，渗透管的外壁上开有若干通孔，并往渗透管中倒入正丙醇溶液，当土壤完全被润湿时，停止倒入正丙醇溶液；

其中，所述步骤S3中，正丙醇溶液的质量百分浓度为40%-45%；

S4、加入修复颗粒：将渗透管从渗透孔中取出，然后边翻耕土壤，边向土壤中均匀撒入修复颗粒，使得修复颗粒均匀分布于土壤中；

其中，修复颗粒包括以下质量份数的组分：

聚乙二醇30-35份；

纳米铁粉10-15份；

壳聚糖10-15份；

十二烷基聚乙二醇醚5-10份；

十二烷基苯磺酸钠3-5份；

芦荟纤维粉1-3份；

水玻璃0.5-1份；

S5、土壤修复：均匀搅拌土壤，使得修复颗粒充分吸附正丙醇溶液洗脱出来的农药；

S6、修复颗粒去除：边翻耕土壤，边采用磁铁将土壤中的修复颗粒吸出。

2.根据权利要求1所述的原位修复污染土壤的方法，其特征是：所述步骤S1中，土壤的开挖翻耕深度为30-35cm。

3.根据权利要求2所述的原位修复污染土壤的方法，其特征是：所述步骤S3中，渗透管的一端插入未翻耕松土的部分为2-4cm。

4.根据权利要求1-3任一所述的原位修复污染土壤的方法，其特征是：所述修复颗粒还包括以下质量份数的组分：

氧化钙0.1-0.5份。

5.根据权利要求1-3任一所述的原位修复污染土壤的方法，其特征是：所述修复颗粒还包括以下质量份数的组分：

活性炭0.1-0.3份。

6.根据权利要求1-3任一所述的原位修复污染土壤的方法，其特征是：所述修复颗粒还包括以下质量份数的组分：

蒙脱石0.1-0.5份。