一种重金属污染土壤的修复方法技术

本发明专利技术公开了一种重金属污染土壤的修复方法，包括以下步骤：(1)将受重金属污染的土壤破碎处理，得到细粒土壤；(2)向细粒土壤中撒入混合修复剂，然后向细粒土壤中喷洒磷酸水溶液，使土壤水分保持在45％，最后将细粒土壤用薄膜覆盖，修复25天；(3)向修复后的土壤中加入粪便，然后放入蚯蚓，同时向土壤中接种趋磁细菌，培养30天；(4)使土壤保持淹水状态，再在土壤表面放上磁铁，对爬出土面的蚯蚓进行清除，12天后，对表面的土壤进行清除；(5)最后在土壤中种植禾本科植物。该方法可有效及解决现有的修复方法存在的固定效率低，重金属容易重新释放、修复的周期长和修复的成本高的问题。

A remediation method for heavy metal contaminated soil

The invention discloses a remediation method for heavy metal contaminated soil, which comprises the following steps: (1) crushing the soil contaminated by heavy metals to obtain fine soil; (2) spraying mixed remediation agent into fine soil, and then spraying phosphoric acid solution into fine soil to keep soil moisture at 45%. Finally, the fine soil is covered with film for 25 days; and (3) repairing the fine soil after remediation. Feces were added to the soil, and then earthworms were inoculated with magnetotactic bacteria for 30 days; (4) keep the soil flooded, and then magnets were placed on the soil surface to remove earthworms from the soil surface. After 12 days, the surface soil was removed; (5) Gramineae plants were finally planted in the soil. This method can effectively solve the problems of low fixed efficiency, easy re-release of heavy metals, long repair cycle and high repair cost of existing repair methods.

【技术实现步骤摘要】
一种重金属污染土壤的修复方法
本专利技术涉及土壤修复
，具体涉及一种重金属污染土壤的修复方法。
技术介绍
随着我国工农业的持续高速发展，土壤重金属污染日趋严重，威胁着粮食生产和人类健康，已成为最引人关注的环境问题之一。受污染土壤中存在的高浓度重金属会危害植物的生长发育，导致粮食减产和质量降低；还会改变土壤中生物种群，影响其生态系统的结构和功能，导致土壤生产力的退化。土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术也有十多种，大致可分为物理、化学和生物三种方法。20世纪80年代以来，世界上许多国家特别是发达国家均制定并开展了污染土壤治理与修复计划，因此也形成了一个新兴的土壤修复行业。土壤修复是指利用物理、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，污染土壤修复的技术原理可包括为：(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。对于农业生产活动中所造成的污染，化学固定修复法能更好地满足治理土壤中重金属污染的要求。化学固定就是通过往土壤中加入有机质、天然矿物、石灰、有机试剂等，调节和改变重金属在土壤中的物理化学性质，使其产生沉淀、吸附、离子交换、腐殖化和氧化/还原等一系列反应，降低其在土壤环境中的生物有效性和可迁移性，从而减少这些重金属对动植物的毒性。目前常用的化学固定剂存在以下几个问题：(1)天然矿物型固定剂对重金属的固定效率低(通常在30％以内)；(2)有机类固定剂用于重金属污染土壤修复时，存在二次污染；(3)石灰类固定剂通常是改变土壤pH使重金属形成氢氧化物和碳酸盐类沉淀，一旦环境条件发展改变，重金属容易重新释放，尤其在酸雨严重地区，这种情况常有发生。植物修复方法存在修复周期长，修复成本高的缺点；微生物修复方法也存在修复成本高的缺点，因此，急需研发出一种具有修复效果好，修复成本低和修复周期短的修复方法。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种处理中金属污染的土壤修复方法，该方法可有效及解决现有的修复方法存在的固定效率低，重金属容易重新释放、修复的周期长和修复的成本高的问题。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种重金属污染土壤的修复方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将需要修复的受重金属污染的土壤进行开挖、破碎处理，得到细粒土壤；(2)向步骤(1)细粒土壤中撒入混合修复剂，搅拌均匀，然后向细粒土壤中喷洒0.5％磷酸水溶液，使土壤水分保持在30％-60％，最后将细粒土壤用薄膜覆盖，进行修复10-30天；(3)向步骤(2)修复后的土壤中加入粪便，翻耕均匀，然后放入蚯蚓，同时向土壤中接种趋磁细菌，培养20-40天；(4)步骤(3)操作结束后向土壤中浇水，使土壤保持淹水状态，再在土壤表面放上磁铁，然后将爬出土面的蚯蚓清除，8-15天后，对表面2cm的土壤进行清除掉；(5)在经步骤(4)制得的土壤中种植一年生禾本科植物。进一步地，混合修复剂与土壤按照1:30-50的重量比加入。进一步地，混合修复剂包括生物炭和重金属络合剂，生物炭和重金属络合剂的重量比为1:1。进一步地，生物炭包括牛粪生物炭和番木瓜种子生物炭，牛粪生物炭和番木瓜种子生物炭的重量比为2:1，所述生物炭在使用前先使用醋酸进行浸泡2-5h，然后捞出备用。进一步地，重金属络合剂包括以下重量份的组分：1-5份硫化钠、3-8份磷酸盐、2-5份硅酸钠和1-4份氢氧化钙。进一步地，磷酸盐为磷酸钙、磷酸氢二氨、磷酸氢二钾、磷酸氢钙、磷酸二氢钙和磷酸二氢钾中的至少两种。进一步地，趋磁细菌的接种比例为每平方米土壤中接种3.5×1010-6.0×1010个趋磁细菌。进一步地，蚯蚓的密度为10-30条/平方米。进一步地，一年生禾本科植物为高粱、玉米、棉花、小麦、大豆和燕麦。进一步地，牛粪生物炭的制备过程如下：取干燥后的牛粪，将其置于惰性气体条件下，在500-600℃下进行煅烧至少4h，然后自然冷却至室温，取出，即得。进一步地，番木瓜种子生物炭的制备过程如下：取干燥番木瓜种子，将其置于惰性气体条件下，在700-800℃下进行煅烧至少5h，然后自然冷却至室温，取出，即得。上述方案所产生的有益效果为：1、本专利技术中结合了化学修复、物理修复、微生物修复和植物修复等多种修复方法对重金属污染的土壤进行修复，大大提高了重金属污染土壤的修复效果，缩短了单一修复方法存在的修复周期，而且修复的成本低，适合对大面积的被重金属污染的土壤进行修复。2、本专利技术中使用的混合修复剂包括重金属络合剂、牛粪生物炭和番木瓜种子生物炭，牛粪生物炭和番木瓜种子生物炭以合适的比例混合后加入，生物炭跟活性炭一样，其内部含有很多微小的孔隙，比表面积很大，同时，生物碳表面含有大量的负电荷和电离质子，可与重金属的阳离子之间产生静电作用，与重金属阳离子产生离子交换作用等，还可通过物理吸附作用，将土壤中的重金属离子络合或者生成沉淀，使其失去毒性，达到修复的目的，不同的生物炭表面含有的负电荷和电离质子不同，因此不同的生物炭可对不同的重金属离子进行去除。金属络合剂包括有多种成分，不同的金属络合剂可与不同的重金属离子产生作用，将重金属离子络合形成沉淀，达到降低土壤毒性的作用，其中，本专利技术中的金属络合剂与重金属络合形成的沉淀性质稳定，重金属不易重新释放，修复效果较好。3、在混合修复剂修复后的土壤中放入蚯蚓，同时接种趋磁细菌，蚯蚓对土壤中的重金属具有一定的修复作用，趋磁细菌也可吸收土壤中的重金属，将两者同时加入到土壤中，由于蚯蚓需要氧气，其只能在土壤的表面进行修复，趋磁细菌厌氧，其逐渐向土壤深处迁移，可对深层的土壤进行修复，因此，两者结合可对混合修复剂修复后剩余的重金属进行吸收修复，提高修复的效果，同时可缩短修复的时间。4、最后在修复后的土壤上种植禾本科植物，可进一步的对土壤中剩余的重金属进行吸附，使重金属蓄积在禾本科植物的根部，从而提高修复的效果，对前两种修复方法进行巩固，以便确保土壤中的重金属含量符合标准；本专利技术的修复方法只需1年即可使土壤中的重金属含量降低到符合要求范围内，而且，修复后的土壤不存在复发的现象，修复的效果较好。具体实施方式实施例1一种重金属污染土壤的修复方法，包括以下步骤：(1)将需要修复的受重金属污染的土壤进行开挖、破碎处理，得到细粒土壤；(2)向步骤(1)的细粒土壤中撒入混合修复剂，混合修复剂与土壤按照1:30的重量比加入，搅拌均匀，然后向细粒土壤中喷洒0.5％磷酸水溶液，使土壤水分保持在30％，最后将细粒土壤用薄膜覆盖，进行修复10天；(3)向步骤(2)修复后的土壤中加入粪便，翻耕均匀，然后按照10条/每平方米的密度放入蚯蚓，同时按照3.5×1010个/平方米的比例向土壤中接种趋磁细菌，培养20天；(4)步骤(3)操作结束后向土壤中浇水，使土壤保持淹水状态，再在土壤表面放上磁铁，然后将爬出土面的蚯蚓清除，8天后，对表面2cm的土壤进行清除；(5)在经步骤(4)制得的土壤中种植玉米，即可。其中，混合修复剂包括生物炭和金属络合剂，生物炭与金属络合剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重金属污染土壤的修复方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将需要修复的受重金属污染的土壤进行开挖、破碎处理，得到细粒土壤；(2)向步骤(1)所得细粒土壤中撒入混合修复剂，搅拌均匀，然后向细粒土壤中喷洒0.5％磷酸水溶液，使土壤水分保持在30％‑60％，最后将细粒土壤用薄膜覆盖，进行修复10‑30天；(3)向步骤(2)修复后的土壤中加入粪便，翻耕均匀，然后放入蚯蚓，同时向土壤中接种趋磁细菌，培养20‑40天；(4)步骤(3)操作结束后向土壤中浇水，使土壤保持淹水状态，再在土壤表面放上磁铁，然后将爬出土面的蚯蚓清除，8‑15天后，对表面2cm的土壤进行清除掉；(5)在经步骤(4)制得的土壤中种植一年生禾本科植物。

【技术特征摘要】
1.一种重金属污染土壤的修复方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将需要修复的受重金属污染的土壤进行开挖、破碎处理，得到细粒土壤；(2)向步骤(1)所得细粒土壤中撒入混合修复剂，搅拌均匀，然后向细粒土壤中喷洒0.5％磷酸水溶液，使土壤水分保持在30％-60％，最后将细粒土壤用薄膜覆盖，进行修复10-30天；(3)向步骤(2)修复后的土壤中加入粪便，翻耕均匀，然后放入蚯蚓，同时向土壤中接种趋磁细菌，培养20-40天；(4)步骤(3)操作结束后向土壤中浇水，使土壤保持淹水状态，再在土壤表面放上磁铁，然后将爬出土面的蚯蚓清除，8-15天后，对表面2cm的土壤进行清除掉；(5)在经步骤(4)制得的土壤中种植一年生禾本科植物。2.如权利要求1所述的重金属污染土壤的修复方法，其特征在于，所述混合修复剂与土壤按照1:30-50的重量比加入。3.如权利要求2所述的重金属污染土壤的修复方法，其特征在于，所述混合修复剂包括生物炭和重金属络合剂，所述生物炭和重金属络合剂的重量比为1:1。4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：高进长，肖秀婵，李强林，陆一新，吴菊珍，赵立，
申请(专利权)人：成都工业学院，
类型：发明
国别省市：四川,51