一种砷土壤污染的原位修复方法技术

本发明专利技术属于土壤重金属污染修复领域，具体的说是一种砷土壤污染的原位修复方法。向待处理的砷污染土壤中加入液体培养基，使待处理的砷污染土壤处于还原环境，刺激土壤微生物生长，将砷从土壤固相分配至土壤液相中，并随后迁移至耕作层以下并被固定在深层土壤中，从而实现砷污染土壤的修复。本发明专利技术方法中通过一系列的生物化学反应使砷从土壤固相分配至土壤液相中，并随后迁移至耕作层以下并被固定在深层土壤中，从而实现砷污染土壤的修复。并且操作简单，成本低廉且与传统方法相比，更加安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于土壤重金属污染修复领域，具体的说是。向待处理的砷污染土壤中加入液体培养基，使待处理的砷污染土壤处于还原环境，刺激土壤微生物生长，将砷从土壤固相分配至土壤液相中，并随后迁移至耕作层以下并被固定在深层土壤中，从而实现砷污染土壤的修复。本专利技术方法中通过一系列的生物化学反应使砷从土壤固相分配至土壤液相中，并随后迁移至耕作层以下并被固定在深层土壤中，从而实现砷污染土壤的修复。并且操作简单，成本低廉且与传统方法相比，更加安全可靠。【专利说明】
本专利技术属于土壤重金属污染修复领域，具体的说是一种砷土壤污染的原位修复方 法。
技术介绍
砷（As)是自然界中广泛存在的有毒重金属元素，由于自然和人为原因造成的砷污 染是一个全球性的环境问题。土壤对砷具有较强的固持能力，很容易形成砷污染和富集，据 调查，我国许多城市和工矿区土壤都受到不同程度的砷污染，对生态环境、食品安全和人类 健康造成严重了的威胁。砷在土壤中主要以As (III)、As (V)形式存在，As (V)主要存在 于氧化性土壤中；而As (III)更多存在于还原性土壤中且较As (V)具有更强的迁移性。 目前砷污染土壤的修复主要有工程措施、物理化学修复、植物修复等。这些方法各有优缺 点，其中原位微生物修复被认为是极具潜力的一种修复方法。土壤环境中有各种各样的微 生物，通过创造有利的条件、刺激这些微生物的活性，可以改变砷在土壤中的赋存形态和迁 移性，使砷污染土壤得到修复。以往的原位修复方法多集中于考虑降低砷迁移性，将砷固定 在土壤固相。然而被固定的砷往往在环境氧化还原条件发生波动时容易被重新释放出来， 会对农作物和地下水造成潜在的(长期的）污染和威胁。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为： -种砷土壤污染的原位修复方法，向待处理的砷污染土壤中加入液体培养基，使 待处理的砷污染于还原环境，刺激土壤微生物生长，将砷从土壤固相分配至土壤液相中，并 随后迁移至耕作层以下并被固定在深层土壤中，从而实现砷污染土壤的修复。 以0. 2-0. 5cm · 1Γ1的流速向待处理的砷污染土壤中淋加液体培养基，使待处理的 砷污染于还原环境，刺激土壤微生物生长，将砷从土壤固相分配至土壤液相中，并随后迁移 至耕作层以下并被固定在深层土壤中，从而实现砷污染土壤的修复。 所述液体培养基按质量百分比计，2-10%的有机质、0. 01-1%的酵母浸粉、0. 2-10% 的无机盐，余量为水，pH值为6-8。 所述有机质可为葡萄糖、乳酸盐、有机肥、禽畜粪肥、农作物桔梗、农副产品、工农 业生产过程中的有机废料中的一种或几种的混合。 无机盐为 l-3mM 的 KH2P04, 2-6mM 的 NH4C1，5-10mM KC1，0· 5-2mM 的 CaCl2,10-30mM 的 NaCl，2-5mM 的 MgCl2 和 5-15mM 的 Na2S0广。 将液体培养基以〇. 2-0. 5cm · tr1的流速连续施加于待处理的砷污染土壤中，淹没 土壤使土壤水分饱和，使其氧气含量很逐渐变小至趋向于〇,进而将砷在培养基中向土壤深 层迁移。 本专利技术所具有的优点：本专利技术通过为砷污染土壤创造还原条件并向其中添加营养 源和无机盐等物质刺激土著微生物的活性，从而改变土壤中砷和相关矿物的形态，提高砷 的迁移性，将砷从土壤耕作层中迁移至深层土壤并被固定。由于深层土壤受扰动较小，被固 定于此处的砷更稳定，不易造成二次污染。本专利技术专利技术操作简单，成本低廉且与传统方法相 t匕，更加安全可靠。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术实施例提供的实验条件下表层（0-20cm处）和深层（20-40cm处）液 相砷浓度随时间变化曲线图。 图2为本专利技术实施例提供的修复后固相砷各提取态含量随土壤深度分布曲线图。 具体实施方法 下面通过实施实例对本专利技术做进一步详细介绍，以下实例只是用于说明而非限制 本专利技术。 实施例1 在实验室条件下通过柱实验模拟培养基添加对表层土壤砷的迁移情况： 分层采集沈阳张士 0-20, 20_40cm耕地土壤，其中砷背景值约为10mg · Kg'通过 向表层0_20cm人工添加 Na3As04 · 7H20得到含砷约45mg · Kg4的砷污染表层土壤（以下称 为原土 0-20)。 液体培养基中各物质含量为：2mL · L-1乳酸钠、ΚΗ2Ρ04 (1. OmM)、NH4C1 (4. 7mM)、 KC1 (6.7mM)、CaCl2*2H20 (0.9mM)、NaCl (17mM)、MgCl2.6H20 (3.0mM)，Na2S04 (10mM)，另 外添加酵母浸粉（O^g·!/1)(购自北京奥博星生物技术有限责任公司）。其中各物质用水 配制所得。同时还以水（电导率?6. 91 μ S · cnT1)作为对照组对土壤进行淋溶。 以0. 342cm · 1Γ1的流速向表层土壤注入上述培养基，连续检测表层土壤（0_20cm 处）和深层土壤（20-40cm处）流出液中As的形态和浓度(参见图1)。 运行一段时间后（96天)，分析表层土壤和深层土壤固相As的形态和含量(参见图 2)。 由图1可知表层（20cm处）和深层（40cm处）液相砷浓度可以看出： (1)、实验组(培养基处理）表层土壤液相砷浓度远远高于控制组(水)，这表明培养 基促进了表层固相As向液相释放； (2)、深层土壤液相砷浓度较表层土壤低得多，这表明砷从表层土壤迁移至深层土 壤后被快速固定于深层土壤固相中，未经流出； (3)、实验组液相As (III) (33. 8%)比例远远高于控制组（8. 7%)，表明培养基促进 了 As的还原。 由图2固相砷含量随土壤深度的分布可以看出： (1)、控制组表层土壤（0-20cm)砷含量与原土相差不多，表明水对表层固相砷的迁 移作用不明显；而在实验组固相表层土壤中砷含量减少了一半以上，与图1液相数据吻合， 表明了培养基作用下砷由表层土壤向深层土壤的迁移。 (2)、对固相砷进行化学连续提取发现：0-20cm 土壤处，控制组近一半吸附态As (AsP〇4)转化为更稳定的HC1可提取态As (AsHa);而培养基处理组吸附态As (AsP〇4)含量降 低至原土的1/3左右，HC1可提取态As (Asrel)也有所降低。表明培养基可以"活化"表层 土壤的砷使之更容易向液相分配和迁移。 (3)固相20-40cm化学连续提取结果显示，无论控制组还是实验组AsHa含量都有 所上升，这是砷在深层土壤得到固定的原因。 总之，培养基处理使得砷在表层土壤得到"活化"并向深层土壤迁移，而在深层土 壤因为营养物质的消耗，使得砷在深层土壤处被重新固定，从而使得砷的土壤污染得到修 复。 实施例2 与实施例1不同之处在于，液体培养基中各物质含量为：10mM葡萄糖、lmL · Γ1乳 酸钠、KH2P04 (2.0mM)、NH4Cl (5.0mM)、KCl (7.0mM)、CaCl2.2H20 (1.0mM)、NaCl (20mM)、 MgCl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种砷土壤污染的原位修复方法，其特征在于：向待处理的砷污染土壤中加入液体培养基，使待处理的砷污染土壤处于还原环境，刺激土壤微生物生长，将砷从土壤固相分配至土壤液相中，并随后迁移至耕作层以下并被固定在深层土壤中，从而实现砷污染土壤的修复。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贾永锋，宋雨，许丽英，王少峰，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳应用生态研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21