CN113058985A - 一种重金属污染土壤降解无害化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重金属污染土壤降解无害化处理方法，包括如下步骤：S1.对重金属污染土壤进行检测分析，确定重金属污染土壤降解修复剂的用量；S2.制备重金属污染土壤降解修复剂；S3.淋洗；S4.施加重金属污染土壤降解修复剂，翻耕混合；S5.种植适合本地生长的具有富集能力的植物；S6.检测，直至土壤中的重金属含量达到安全标准。本发明实现了重金属污染土壤的无害化处理，达到资源化利用、客土和填埋的要求；技术适用范围广，适用于各类重金属污染土壤的修复，包括铬、六价铬、铅、锌、铜、铬、镍、汞、砷等；技术操作简便、修复时间短、增容少，无二次污染，费用较低；可实现污染土壤的资源化利用，修复后土壤适用于各种用途。

Description

一种重金属污染土壤降解无害化处理方法

技术领域

本发明属于生态修复技术领域，更具体地说，尤其涉及一种重金属污染土壤降解无害化处理方法。

背景技术

土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。在过去的200年中，伴随着人类文明的进步，人类向自然生态系统中排放了数量巨大的重金属污染物，大量未经处理的污染物直接排入水体和土壤中。其中土壤重金属污染主要来自于工业三废的排放，铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，农业中农药、化肥、污泥的使用，污水灌溉也是加剧土壤重金属污染的途径之一。重金属元素在土壤中移动性差，滞留时间长，不易随水淋滤，只能发生形态的转移和变化，不能被微生物降解。当土壤重金属累计到一定程度时，容易在农作物体内富集，进而通过食物链进入人和动物体内，威胁人类的生存与健康。

目前，对重金属污染土壤的修复大都采用土壤修复剂或是植被修复的方法，但是现有的土壤修复剂大都会产生二次污染，植物修复存在生长速度慢，生长周期长，而且受到气候、土壤肥力、水分、盐度、酸碱度等的影响较大等问题。

因此，我们提出一种重金属污染土壤降解无害化处理方法。

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，实现了重金属污染土壤的无害化处理，达到资源化利用、客土和填埋的要求；技术适用范围广，适用于各类重金属污染土壤的修复，包括铬、六价铬、铅、锌、铜、铬、镍、汞、砷等；技术操作简便、修复时间短、增容少，无二次污染，费用较低；可实现污染土壤的资源化利用，修复后土壤适用于各种用途，而提出的一种重金属污染土壤降解无害化处理方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种重金属污染土壤降解无害化处理方法，包括如下步骤：

S1.对重金属污染土壤进行检测分析，测定重金属污染土壤中的土壤污染因子、重金属污染土壤中各污染因子的含量以及土壤污染深度，确定重金属污染土壤降解修复剂的用量；

S2.在金属过氧化物中添加无机磷酸盐和改性生物质炭，形成含磷金属氧化物粉末，构成基本型重金属污染土壤降解修复剂，再根据土壤污染因子添加辅料，得到重金属污染土壤降解修复剂；

S3.通过淋洗液对重金属污染土壤进行淋洗，使重金属污染土壤中各污染因子的含量不大于预设值；

S4.在重金属污染土壤的表面施加重金属污染土壤降解修复剂，再根据土壤污染深度将受污染土壤与施加的重金属污染土壤降解修复剂通过翻耕的方式混合均匀；

S5.在重金属污染土壤上层进行浅耕，根据现有重金属污染土壤中的土壤污染因子种类和含量，针对性地选择适合本地生长的具有富集能力的植物，并种植在重金属污染土壤中，定期洒水养护；

S6.检测重金属污染土壤中的各土壤污染因子种类和含量，直至土壤中的重金属含量达到安全标准，移除种植的植物即可。

优选的，所述步骤S1中重金属污染土壤中各污染因子的含量采用原子吸收分光光度计进行测定。

优选的，所述步骤S3中在淋洗前围绕重金属污染土壤的周边修筑集水沟，集水沟的底部铺设有防渗膜，修筑与集水沟连通的集水池，集水池的底部及侧壁均铺设有防渗膜。

优选的，所述步骤S2中辅料为表面活性剂、过硫酸盐、膨润土和农用化肥中的任意一种或几种，具体为：

在基本型重金属污染土壤降解修复剂基础上，根据不同土壤肥力的需求添加含有机质、有效磷、有效钾和全氮中任意一种或几种营养成分的农用化肥配比，然后与重金属污染土壤直接混合；

在基本型重金属污染土壤降解修复剂基础上，添加过硫酸盐，然后与重金属污染土壤直接搅拌混合；

在基本型重金属污染土壤降解修复剂基础上，添加阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂后送入造粒机进行造粒成型，再与其他添加剂一起用于地下水修复的可渗透反应墙填充料或用可回收滤袋直接注入到受有机物污染的土壤含水层和地下水中；

在基本型重金属污染土壤降解修复剂基础上，添加阴离子表面活性剂和烷基苯磺酸盐的混合物，然后通过高压泵注入到受有机物污染的土壤含水层和地下水中；

在基本型重金属污染土壤降解修复剂基础上，添加水和过硫酸盐，形成浆状混合物，然后通过高压泵注入到受有机物污染的土壤含水层和地下水中。

优选的，所述步骤S3中当测定得到的重金属污染土壤中各污染因子高于预设值时，更换淋洗液重复进行淋洗修复，直至不大于预设值。

优选的，所述步骤S4中重金属污染土壤降解修复剂的施加量为重金属污染土壤的1-5wt％。

优选的，所述步骤S4中的翻耕深度比土壤污染深度大2-5cm。

优选的，所述步骤S5中具有富集能力的植物具体为：

适生乔木植物：马尾松、杉树、黄檀、苦楝、木荷和板栗；

适生灌木植物：胡枝子、紫穗槐、山毛豆和多花木兰；

适生草本植物：百喜草、皇竹草、香根草、类芦、小山竹、铁芒萁和大翼豆。

本发明的技术效果和优点：

本发明提供的一种重金属污染土壤降解无害化处理方法，在原位钝化和土壤淋洗技术的基础上，针对国内污染农田及矿山的特性研究，使用的重金属污染土壤降解修复剂可根据现场土壤的污染种类、污染程度进行现场配制，对土壤和水体环境不产生二次污染，为环保型固化剂，能够快速钝化重金属污染物、能矿化淤泥中的有机质，防止有机质分解产气，能够钝化土壤中的污染物，防止对环境的二次污染，本身无污染、易保存，原料易获取，添加量合适，增容量小，体积增容不大于3％；向重金属污染土壤中添加碳源、营养物质等缓释物质来促进污染土壤/地下水中的优势土著微生物生长繁殖，促进其对污染物的降解反应，并通过活性铁等添加剂降低土壤中的氧化还原电位，为厌氧微生物创造适合的生境，在低还原电位条件下，污染物发生脱卤等反应，毒性降低，并通过好氧微生物得到有效降解；在土壤改良及修复的基础上，针对不同污染程度及不同地理区域筛选出的农林植物库，针对农林资源化物种的培育筛选，利用植物对土壤中的污染物进行固定、吸收、挥发等作用，以清除土壤环境中的污染物或使其有害性得以降低或消失，达到污染治理与生态恢复的目的，促进土壤的进一步改善并产生相应的经济效益，为土壤污染治理开创资源化利用模式，综上所述，本发明实现了重金属污染土壤的无害化处理，达到资源化利用、客土和填埋的要求；技术适用范围广，适用于各类重金属污染土壤的修复，包括铬、六价铬、铅、锌、铜、铬、镍、汞、砷等；技术操作简便、修复时间短、增容少，无二次污染，费用较低；可实现污染土壤的资源化利用，修复后土壤适用于各种用途。

附图说明

图1为本发明的一种重金属污染土壤降解无害化处理方法的流程示意图。

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，以下结合附图和具体实施例，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。

请参阅图1，本发明提供一种重金属污染土壤降解无害化处理方法，包括如下步骤：

一种重金属污染土壤降解无害化处理方法，包括如下步骤：

S1.对重金属污染土壤进行检测分析，测定重金属污染土壤中的土壤污染因子、重金属污染土壤中各污染因子的含量以及土壤污染深度，确定重金属污染土壤降解修复剂的用量；

S2.在金属过氧化物中添加无机磷酸盐和改性生物质炭，形成含磷金属氧化物粉末，构成基本型重金属污染土壤降解修复剂，再根据土壤污染因子添加辅料，得到重金属污染土壤降解修复剂；

S3.通过淋洗液对重金属污染土壤进行淋洗，使重金属污染土壤中各污染因子的含量不大于预设值；

S4.在重金属污染土壤的表面施加重金属污染土壤降解修复剂，再根据土壤污染深度将受污染土壤与施加的重金属污染土壤降解修复剂通过翻耕的方式混合均匀；

S5.在重金属污染土壤上层进行浅耕，根据现有重金属污染土壤中的土壤污染因子种类和含量，针对性地选择适合本地生长的具有富集能力的植物，并种植在重金属污染土壤中，定期洒水养护；

S6.检测重金属污染土壤中的各土壤污染因子种类和含量，直至土壤中的重金属含量达到安全标准，移除种植的植物即可。

具体的，所述步骤S1中重金属污染土壤中各污染因子的含量采用原子吸收分光光度计进行测定。

具体的，所述步骤S3中在淋洗前围绕重金属污染土壤的周边修筑集水沟，集水沟的底部铺设有防渗膜，修筑与集水沟连通的集水池，集水池的底部及侧壁均铺设有防渗膜。

具体的，所述步骤S2中辅料为表面活性剂、过硫酸盐、膨润土和农用化肥中的任意一种或几种，具体为：

在基本型重金属污染土壤降解修复剂基础上，根据不同土壤肥力的需求添加含有机质、有效磷、有效钾和全氮中任意一种或几种营养成分的农用化肥配比，然后与重金属污染土壤直接混合；

在基本型重金属污染土壤降解修复剂基础上，添加过硫酸盐，然后与重金属污染土壤直接搅拌混合；

在基本型重金属污染土壤降解修复剂基础上，添加阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂后送入造粒机进行造粒成型，再与其他添加剂一起用于地下水修复的可渗透反应墙填充料或用可回收滤袋直接注入到受有机物污染的土壤含水层和地下水中；

在基本型重金属污染土壤降解修复剂基础上，添加阴离子表面活性剂和烷基苯磺酸盐的混合物，然后通过高压泵注入到受有机物污染的土壤含水层和地下水中；

在基本型重金属污染土壤降解修复剂基础上，添加水和过硫酸盐，形成浆状混合物，然后通过高压泵注入到受有机物污染的土壤含水层和地下水中。

具体的，所述步骤S3中当测定得到的重金属污染土壤中各污染因子高于预设值时，更换淋洗液重复进行淋洗修复，直至不大于预设值。

具体的，所述步骤S4中重金属污染土壤降解修复剂的施加量为重金属污染土壤的1-5wt％。

具体的，所述步骤S4中的翻耕深度比土壤污染深度大2-5cm。

具体的，所述步骤S5中具有富集能力的植物具体为：

适生乔木植物：马尾松、杉树、黄檀、苦楝、木荷和板栗；

适生灌木植物：胡枝子、紫穗槐、山毛豆和多花木兰；

适生草本植物：百喜草、皇竹草、香根草、类芦、小山竹、铁芒萁和大翼豆。

综上所述：本发明提供的一种重金属污染土壤降解无害化处理方法，在原位钝化和土壤淋洗技术的基础上，针对国内污染农田及矿山的特性研究，使用的重金属污染土壤降解修复剂可根据现场土壤的污染种类、污染程度进行现场配制，对土壤和水体环境不产生二次污染，为环保型固化剂，能够快速钝化重金属污染物、能矿化淤泥中的有机质，防止有机质分解产气，能够钝化土壤中的污染物，防止对环境的二次污染，本身无污染、易保存，原料易获取，添加量合适，增容量小，体积增容不大于3％；向重金属污染土壤中添加碳源、营养物质等缓释物质来促进污染土壤/地下水中的优势土著微生物生长繁殖，促进其对污染物的降解反应，并通过活性铁等添加剂降低土壤中的氧化还原电位，为厌氧微生物创造适合的生境，在低还原电位条件下，污染物发生脱卤等反应，毒性降低，并通过好氧微生物得到有效降解；在土壤改良及修复的基础上，针对不同污染程度及不同地理区域筛选出的农林植物库，针对农林资源化物种的培育筛选，利用植物对土壤中的污染物进行固定、吸收、挥发等作用，以清除土壤环境中的污染物或使其有害性得以降低或消失，达到污染治理与生态恢复的目的，促进土壤的进一步改善并产生相应的经济效益，为土壤污染治理开创资源化利用模式，综上所述，本发明实现了重金属污染土壤的无害化处理，达到资源化利用、客土和填埋的要求；技术适用范围广，适用于各类重金属污染土壤的修复，包括铬、六价铬、铅、锌、铜、铬、镍、汞、砷等；技术操作简便、修复时间短、增容少，无二次污染，费用较低；可实现污染土壤的资源化利用，修复后土壤适用于各种用途。

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)

1.一种重金属污染土壤降解无害化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.对重金属污染土壤进行检测分析，测定重金属污染土壤中的土壤污染因子、重金属污染土壤中各污染因子的含量以及土壤污染深度，确定重金属污染土壤降解修复剂的用量；

S2.在金属过氧化物中添加无机磷酸盐和改性生物质炭，形成含磷金属氧化物粉末，构成基本型重金属污染土壤降解修复剂，再根据土壤污染因子添加辅料，得到重金属污染土壤降解修复剂；

S3.通过淋洗液对重金属污染土壤进行淋洗，使重金属污染土壤中各污染因子的含量不大于预设值；

S4.在重金属污染土壤的表面施加重金属污染土壤降解修复剂，再根据土壤污染深度将受污染土壤与施加的重金属污染土壤降解修复剂通过翻耕的方式混合均匀；

S5.在重金属污染土壤上层进行浅耕，根据现有重金属污染土壤中的土壤污染因子种类和含量，针对性地选择适合本地生长的具有富集能力的植物，并种植在重金属污染土壤中，定期洒水养护；

S6.检测重金属污染土壤中的各土壤污染因子种类和含量，直至土壤中的重金属含量达到安全标准，移除种植的植物即可。

2.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤降解无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S1中重金属污染土壤中各污染因子的含量采用原子吸收分光光度计进行测定。

3.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤降解无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S3中在淋洗前围绕重金属污染土壤的周边修筑集水沟，集水沟的底部铺设有防渗膜，修筑与集水沟连通的集水池，集水池的底部及侧壁均铺设有防渗膜。

4.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤降解无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S2中辅料为表面活性剂、过硫酸盐、膨润土和农用化肥中的任意一种或几种，具体为：

在基本型重金属污染土壤降解修复剂基础上，根据不同土壤肥力的需求添加含有机质、有效磷、有效钾和全氮中任意一种或几种营养成分的农用化肥配比，然后与重金属污染土壤直接混合；

在基本型重金属污染土壤降解修复剂基础上，添加过硫酸盐，然后与重金属污染土壤直接搅拌混合；

在基本型重金属污染土壤降解修复剂基础上，添加阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂后送入造粒机进行造粒成型，再与其他添加剂一起用于地下水修复的可渗透反应墙填充料或用可回收滤袋直接注入到受有机物污染的土壤含水层和地下水中；

在基本型重金属污染土壤降解修复剂基础上，添加阴离子表面活性剂和烷基苯磺酸盐的混合物，然后通过高压泵注入到受有机物污染的土壤含水层和地下水中；

在基本型重金属污染土壤降解修复剂基础上，添加水和过硫酸盐，形成浆状混合物，然后通过高压泵注入到受有机物污染的土壤含水层和地下水中。

5.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤降解无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S3中当测定得到的重金属污染土壤中各污染因子高于预设值时，更换淋洗液重复进行淋洗修复，直至不大于预设值。

6.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤降解无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S4中重金属污染土壤降解修复剂的施加量为重金属污染土壤的1-5wt％。

7.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤降解无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S4中的翻耕深度比土壤污染深度大2-5cm。

8.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤降解无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S5中具有富集能力的植物具体为：

适生乔木植物：马尾松、杉树、黄檀、苦楝、木荷和板栗；

适生灌木植物：胡枝子、紫穗槐、山毛豆和多花木兰；

适生草本植物：百喜草、皇竹草、香根草、类芦、小山竹、铁芒萁和大翼豆。

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