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一种重金属污染土壤修复方法

阅读:756发布:2020-05-16

专利汇可以提供一种重金属污染土壤修复方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种重金属污染 土壤 修复方法,涉及 土壤修复 技术领域,包括基坑开挖、 侧壁 加高、铺设防 水 层、回填重金属污染土壤、添加趋磁细菌液体培养基、用水 灌溉 、添加淋洗液、添加 营养液 与种植蜈蚣草与竹柳。本发明所述的一种重金属污染土壤修复方法,通过在基坑底部以及侧壁铺设防水层,减少淋洗液注入后通过土壤 外渗 ,减少对 地下水 污染,便于土壤运输,趋磁细菌对重 金属离子 的 吸附 以细胞表面的吸附为主,故趋磁细菌对重金属的吸附速度很快,在移动的过程中有效吸附土壤中的重金属,大大降低了土壤中重金属的积累量,趋磁细菌与淋洗液加上 植物 修复 结合的方式对重金属污染土壤进行修复,修复更加高效,带来更好的使用前景。,下面是一种重金属污染土壤修复方法专利的具体信息内容。

1.一种重金属污染土壤修复方法,包括基坑开挖、侧壁加高、铺设防层、回填重金属污染土壤、添加趋磁细菌液体培养基、用水灌溉、添加淋洗液、添加营养液与种植蜈蚣草与竹柳。
2.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复方法,其特征在于:所述基坑的底部和侧壁设置防水层,减少后续步骤中淋洗液注入后通过土壤外渗,进而减少对地下水的污染,底部的防水层采用的是可降解材料。
3.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复方法,其特征在于:所述趋磁细菌的接种比例为每平方米重金属污染的土壤中接种9.0×109  1.0×1010 个趋磁细菌。
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4.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复方法,其特征在于:所述侧壁面挖上一个储液槽,可加设磁场背离污染土壤,磁场强度在300-350高斯。
5.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复方法,其特征在于:所述洗液和营养液,都可进过储液槽回收再利用;所述储液槽底部要比基坑的底部低30cm;所述营养液中至少包含、钠、、镁、氮、磷元素以使土壤在淋洗过后补充多种有益元素。
6.根据权利要求1-5所述的一种重金属污染土壤修复方法,其特征在于,具体步骤为:
(1)基坑开挖,基坑侧壁加高,基坑底部以及侧壁铺设防水层,回填重金属污染土壤;
(2)将趋磁细菌液体培养基添加到重金属污染的土壤中,翻耕重金属污染的土壤的表层厚15 20cm的土壤,使趋磁细菌与被重金属污染的土壤充分混合;
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(3)培养30-35天,在重金属污染土壤的表层5-8cm处添加趋磁细菌液体培养基,用水灌溉步骤2重金属污染土壤,使重金属污染土壤保持浸没状态,并在所述的重金属污染的土壤侧面设置磁场,保持20-25天,排出积水;
(4)用水淋洗的方法重复步骤3,2-3次后,向基坑内注入淋洗液,搅拌土壤,静置沉淀排出淋洗液;
(5)基坑内注入营养液,搅拌土壤,静置沉淀,排出营养液,拆除基坑侧壁和加高处;
(6)在步骤5重金属污染土壤上种植蜈蚣草与竹柳,一年后,种植作物整体移除,循环重复步骤1-5,直至重金属含量满足国家合格安全标准。

说明书全文

一种重金属污染土壤修复方法

技术领域

[0001] 本发明涉及涉及土壤修复技术领域,特别涉及一种重金属污染土壤修复方法。

背景技术

[0002] 土壤是孕育万物的摇篮,人类文明的基石。土壤是个开放的生态系统,它与外界进行着连续、快速、大量的物质和能量交换。土壤本身是有自愈能,通过吸附与降解达到稳定的状态,一旦超出自我修复的范围,其中的物质就会成为土壤的污染物。近年来,不断发生的“血铅”、“镉米”和“砷毒”事件,使得土壤重金属污染问题受到社会各界的广泛关注。总体来讲,我国土壤污染问题日益严重,据统计,我国的约1/5的耕地面积被重金属污染,每年受重金属污染的粮食高达1200万吨,在环境保护方面要重点关注污染土壤的治理。因此,治理土壤重金属污染对生态文明的设及人类健康的生活具有重要意义。
[0003] 目前,土壤重金属污染治理途径主要有两种,一是改变重金属在土壤中的存在状态,使其由活化态转为稳定态;二是从土壤中除去重金属。方法主要有工程物理化学法,包括:客土法、冲洗络合法、电动化学法、热处理法等,不适合污染面积较大的土壤;生物修复法包括:植物修复、微生物修复和动物修复等,植物和低等动物修复法对土壤修复的效果不太显著;微生物修复利用土壤中的某些微生物对重金属具有吸收、沉淀、化和还原等作用,从而降低土壤中重金属的毒性。该技术可以使重金属污染物从土壤中去除,对周围环境影响较小,不会产生二次污染,具有的巨大土壤修复潜力。但现有的重金属污染土壤的微生物修复技术存在一定的局限性,如微生物修复持续时间长、见效慢、一般形成络合物降低重金属的危害,并不能将重金属从土壤中除去。
[0004] 本发明涉及土壤修复技术领域较为接近的技术方案是基坑开挖,基坑侧壁加高;基坑底部以及侧壁铺设防层,回填重金属污染土壤;基坑内注入淋洗液、搅拌土壤;静置沉淀,淋洗液排出;基坑内注入营养液,搅拌土壤;静置沉淀,营养液排出;拆卸基坑侧壁加高处。

发明内容

[0005] 本发明的主要目的在于提供一种重金属污染土壤修复方法,具有降低地下水污染、土壤运输方便的优点;确定合适的耐性作物,其具有种植难度低、易于管理、适用于大面积污染土壤、生长迅速、生物量大的特点;避免重金属污染土壤修复治理过程中改变和破坏土壤结构的情况。
[0006] 为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种重金属污染土壤修复方法,包括基坑开挖、侧壁加高、铺设防水层、回填重金属污染土壤、添加趋磁细菌液体培养基、用水灌溉、添加淋洗液、添加营养液与种植蜈蚣草与竹柳。
[0007] 进一步,所述基坑的底部和侧壁设置防水层,减少后续步骤中淋洗液注入后通过土壤外渗,进而减少对地下水的污染,底部的防水层采用的是可降解材料,无需将其取出。
[0008] 进一步,所述趋磁细菌的接种比例为每平方米重金属污染的土壤中接种9.0×109 1.0×1010 个趋磁细菌。
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[0009] 进一步,所述侧壁面挖上一个储液槽,可加设磁场背离污染土壤,磁场强度在300-350高斯。
[0010] 进一步,所述洗液和营养液,都可进过储液槽回收再利用;所述储液槽底部要比基坑的底部低30cm;所述营养液中至少包含、钠、、镁、氮、磷元素以使土壤在淋洗过后补充多种有益元素,进而使得土壤有利于植物生长,进一步加快土壤修复效率。
[0011] 进一步,具体步骤为:(1)基坑开挖,基坑侧壁加高,基坑底部以及侧壁铺设防水层,回填重金属污染土壤;
(2)将趋磁细菌液体培养基添加到重金属污染的土壤中,翻耕重金属污染的土壤的表层厚15 20cm的土壤,使趋磁细菌与被重金属污染的土壤充分混合;
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(3)培养30-35天,在重金属污染土壤的表层5-8cm处添加趋磁细菌液体培养基,用水灌溉步骤2重金属污染土壤,使重金属污染土壤保持浸没状态,并在所述的重金属污染的土壤侧面设置磁场,保持20-25天,排出积水;
(4)用水淋洗的方法重复步骤3,2-3次后,向基坑内注入淋洗液,搅拌土壤,静置沉淀排出淋洗液;
(5)基坑内注入营养液,搅拌土壤,静置沉淀,排出营养液,拆除基坑侧壁和加高处;
(6)在步骤5重金属污染土壤上种植蜈蚣草与竹柳,一年后,种植作物整体移除,循环重复步骤1-5,直至重金属含量满足国家合格安全标准。
[0012] 与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:该一种重金属污染土壤修复方法,通过趋磁细菌与淋洗液加上植物修复结合的方式对重金属污染土壤进行修复,磁场设置在储液槽附近,无需像现有技术一样挖出表层进行淋洗,直接在基坑原处就可以淋洗;1、由于土壤处理在原地进行,土壤无需远距离运输,通过在基坑底部以及侧壁铺设防水层,减少淋洗液注入后通过土壤外渗,进而减少对地下水污染,同时便于土壤运输;
2、趋磁细菌对重金属离子的吸附是以细胞表面的吸附为主,因此趋磁细菌对重金属的吸附速度很快,在其移动的过程中有效吸附土壤中的重金属,大大降低了土壤中重金属的积累量;
3、趋磁细菌与淋洗液加上植物修复结合的方式对重金属污染土壤进行修复,使修复更加高效。
附图说明
[0013] 图1为本发明一种重金属污染土壤修复方法中实验区基坑示意图。

具体实施方式

[0014] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例和附图,进一步阐述本发明,但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例,并非全部。基于实施方式中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例,都属于本发明的保护范围。
[0015] 下面结合附图描述本发明的具体实施例。
[0016] 具体实施例一:1、基坑开挖,基坑侧壁加高,基坑底部以及侧壁铺设防水层,回填重金属污染土壤;
2、将60ml趋磁细菌液体培养基添加到重金属污染的土壤中,并在每平方米重金属污染的土壤中接种 9.0×109个趋磁细菌翻耕重金属污染的土壤的表层厚15cm的土壤,使趋磁细菌与被重金属污染的土壤充分混合;
3、培养30天,在重金属污染土壤的表层5cm处添加趋磁细菌液体培养基,用水灌溉步骤
2重金属污染土壤,使重金属污染土壤保持浸没状态,并在所述的重金属污染的土壤侧面设置磁场,保持20天,排出积水;
4、用水淋洗的方法重复步骤3,2次后,向基坑内注入淋洗液,淋洗液的成分为DTPA、柠檬酸醋酸,其配比为DTPA:柠檬酸:醋酸=1:2:1,搅拌土壤,静置沉淀排出淋洗液;
5、基坑内注入营养液,搅拌土壤,静置沉淀,排出营养液,拆除基坑侧壁和加高处;
6、在步骤5重金属污染土壤上种植蜈蚣草与竹柳,一年后,种植作物整体移除,循环重复步骤1-5,直至重金属含量满足国家合格安全标准。
[0017] 具体实施例二:1、基坑开挖,基坑侧壁加高,基坑底部以及侧壁铺设防水层,回填重金属污染土壤;
2、将60ml趋磁细菌液体培养基添加到重金属污染的土壤中,并在每平方米重金属污染的土壤中接种 1.0×1010个趋磁细菌翻耕重金属污染的土壤的表层厚15cm的土壤,使趋磁细菌与被重金属污染的土壤充分混合;
3、培养32天,在重金属污染土壤的表层6cm处添加趋磁细菌液体培养基,用水灌溉步骤
2重金属污染土壤,使重金属污染土壤保持浸没状态,并在所述的重金属污染的土壤侧面设置磁场,保持22天,排出积水;
4、用水淋洗的方法重复步骤3,2次后,向基坑内注入淋洗液,淋洗液的成分为DTPA、柠檬酸和醋酸,其配比为DTPA:柠檬酸:醋酸=2:2:1,搅拌土壤,静置沉淀排出淋洗液;
5、基坑内注入营养液,搅拌土壤,静置沉淀,排出营养液,拆除基坑侧壁和加高处;
6、在步骤5重金属污染土壤上种植蜈蚣草与竹柳,一年后,种植作物整体移除,循环重复步骤1-5,直至重金属含量满足国家合格安全标准。
[0018] 具体实施例三:1、基坑开挖,基坑侧壁加高,基坑底部以及侧壁铺设防水层,回填重金属污染土壤;
2、将80ml趋磁细菌液体培养基添加到重金属污染的土壤中,并在每平方米重金属污染的土壤中接种 1.0×1010个趋磁细菌翻耕重金属污染的土壤的表层厚20cm的土壤,使趋磁细菌与被重金属污染的土壤充分混合;
3、培养35天,在重金属污染土壤的表层8cm处添加趋磁细菌液体培养基,用水灌溉步骤
2重金属污染土壤,使重金属污染土壤保持浸没状态,并在所述的重金属污染的土壤侧面设置磁场,保持25天,排出积水;
4、用水淋洗的方法重复步骤3,3次后,向基坑内注入淋洗液,淋洗液的成分为DTPA、柠檬酸和醋酸,其配比为DTPA:柠檬酸:醋酸=2:3:1,搅拌土壤,静置沉淀排出淋洗液;
5、基坑内注入营养液,搅拌土壤,静置沉淀,排出营养液,拆除基坑侧壁和加高处;
6、在步骤5重金属污染土壤上种植蜈蚣草与竹柳,一年后,种植作物整体移除,循环重复步骤1-5,直至重金属含量满足国家合格安全标准。
[0019] 具体实施例四:1、基坑开挖,基坑侧壁加高,基坑底部以及侧壁铺设防水层,回填重金属污染土壤;
2、将80ml趋磁细菌液体培养基添加到重金属污染的土壤中,并在每平方米重金属污染的土壤中接种 1.0×1010个趋磁细菌翻耕重金属污染的土壤的表层厚18cm的土壤,使趋磁细菌与被重金属污染的土壤充分混合;
3、培养33天,在重金属污染土壤的表层7cm处添加趋磁细菌液体培养基,用水灌溉步骤
2重金属污染土壤,使重金属污染土壤保持浸没状态,并在所述的重金属污染的土壤侧面设置磁场,保持23天,排出积水;
4、用水淋洗的方法重复步骤3,3次后,向基坑内注入淋洗液,淋洗液的成分为DTPA、柠檬酸和醋酸,其配比为DTPA:柠檬酸:醋酸=1:2:1,搅拌土壤,静置沉淀排出淋洗液;
5、基坑内注入营养液,搅拌土壤,静置沉淀,排出营养液,拆除基坑侧壁和加高处;
6、在步骤5重金属污染土壤上种植蜈蚣草与竹柳,一年后,种植作物整体移除,循环重复步骤1-5,直至重金属含量满足国家合格安全标准。
[0020] 此处实施例1-4中的营养液是通用的,补充所需养分元素。
[0021] 测定土壤的PH值和重金属铬(Cr)、镍(Ni)、铅(Pd)、砷(As)、(Cu)的含量。根据国家土壤环境质量标准GB15618--2018可知,土壤PH值=5.5-6.5的情况下,农业用地土壤重金属铬(Cr)、镍(Ni)、铅(Pd)、砷(As)、铜(Cu)污染险筛选值分别为150、70、90、30和50mg/kg,对本发明的实例1-4的土壤治理方法的效果从土壤PH值和重金属最终含量(mg/kg)两方面进行评价,如表1所示。
[0022] 表1 实施例检测结果:  PH Cr Ni Pd As Cu
实验区土壤 6.4 593 394 605 381 450
实施例1 6.1 108.34 68.91 89.12 28.78 46.77
实施例2 6.0 103.79 65.66 88.61 28.01 49.53
实施例3 5.7 97.17 65.74 87.06 27.33 48.63
实施例4 5.9 99.34 66.35 87.14 27.72 48.99
综上所述,采用本发明所述的重金属土壤污染的修复方法,经过1-2年的修复后土壤中重金属的含量均在国家土壤环境质量标准值以下。
[0023] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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