一种土壤修复方法
阅读：788发布：2020-05-19
专利汇可以提供一种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 涉及 土壤 污染修复技术领域，特别涉及一种 土壤修复 方法。本发明土壤修复方法为：土壤修复剂与待处理的土壤混合均匀，保持 含 水 量 ，静置后，得到一级处理土壤； 微 生物 组合物与所述一级处理土壤混合均匀，静置后，完成土壤修复。本发明的土壤修复方法结合了 化学修复 和 生物修复 ,共同对污染土壤起作用，降低土壤中重金属污染物的含量，改善土壤结构，调整pH值以及化学物理性能，分解土壤中的 沉积物 和有机物，最终达到土壤修复的效果。本发明所述的土壤修复方法对受单一重金属元素污染的土壤以及受多种重金属元素污染的土壤均具有良好的修复效果。，下面是一种土壤修复方法专利的具体信息内容。
1.一种土壤修复方法，包括以下步骤：
步骤1：土壤修复剂与待处理的土壤混合均匀，保持含水量，静置后，得到一级处理土壤；所述土壤修复剂由以下组分构成：
羟基磷酸钙 30～40wt％；
生物炭 45～50wt％；
钠基膨润土15～20wt％；
所述生物炭是以秸秆和/或粪肥为原料，在热解温度为330～350℃的条件下真空热解
50～60min，通过研磨处理得到的粒径为2mm以下的固体粉末；
步骤2：微生物组合物与所述一级处理土壤混合均匀，静置后，完成土壤修复。
2.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述土壤修复剂与待处理的土壤的质量比为1～10:100。
3.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述微生物组合物包括：醋化醋杆菌、醋化醋杆菌液化亚种、凝结芽孢杆菌、施氏假单胞菌、恶臭假单胞菌、植物乳杆菌和鼠李糖乳杆菌中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的土壤修复方法，其特征在于，所述微生物组合物包括：
25～30wt％施氏假单胞菌；
30～60wt％鼠李糖乳杆菌；
15～45wt％醋化醋杆菌。
5.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述微生物组合物与所述一级处理土壤的质量比为1～3:100。
6.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述步骤1中，所述含水量为5～
15％。
7.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述步骤1中，静置的时间为5～
10天。
8.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述步骤2中，静置的时间为10～
20天。
9.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述步骤2中，静置过程中保持土壤的含水量为5～15％。
一种土壤修复方法
技术领域
背景技术
[0002] 土壤是人类赖以生存的自然环境和农业生存的重要资源，全球面临的粮食、资源和环境问题与土壤密切相关。然而，随着我国工业化、农村集约化和城市化进程的不断加快，受污染的土壤面积不断扩大，土壤污染问题日益严重。
[0003] 土壤污染物大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要包括酸、碱、重金属，盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3，4-苯并芘以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。
[0004] 据2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示，全国土壤总的污染超标率为16.1％。土壤污染不仅严重影响土壤质量以及土地生产力，还可以通过淋滤作用向下渗透污染地下水，并伴随食物链威胁着人类和动植物的健康。特别是，重金属造成的土壤污染，危害大，处理难度大。因此，针对重金属污染土壤的修复技术的研究逐渐成为我国研究的热点之一。
[0005] 目前，对于土壤重金属的治理方法，主要有物理、化学-物化和生物等方法。开发一种既能去除土壤重金属污染物又能提高土壤养分的土壤修复方法具有重要意义。
发明内容
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种土壤修复方法，既能去除土壤重金属污染物又能提高土壤养分。
[0007] 本发明公开了一种土壤修复方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤1：土壤修复剂与待处理的土壤混合均匀，保持含水量，静置后，得到一级处理土壤；
[0009] 所述土壤修复剂由以下组分构成：
[0011] 生物炭45～50wt％；
[0012] 钠基膨润土15～20wt％；
[0014] 步骤2：微生物组合物与所述一级处理土壤混合均匀，静置后，完成土壤修复。
[0015] 优选地，所述土壤修复剂与待处理的土壤的质量比为1～10:100。
[0017] 优选地，所述微生物组合物包括：
[0018] 25～30wt％施氏假单胞菌；
[0019] 30～60wt％鼠李糖乳杆菌；
[0020] 15～45wt％醋化醋杆菌。
[0021] 优选地，所述微生物组合物与所述一级处理土壤的质量比为1～3:100。
[0022] 优选地，所述步骤1中，所述含水量为5～15％。
[0023] 优选地，所述步骤1中，静置的时间为5～10天。
[0024] 优选地，所述步骤2中，静置的时间为10～20天。
[0025] 优选地，所述步骤2中，静置过程中保持土壤的含水量为5～15％。
[0026] 与现有技术相比，本发明的土壤修复方法结合了化学修复和生物修复,共同对污染土壤起作用，降低土壤中重金属污染物的含量，改善土壤结构，调整pH值以及化学物理性能，分解土壤中的沉积物和有机物，最终达到土壤修复的效果。本发明所述的土壤修复方法对受单一重金属元素污染的土壤以及受多种重金属元素污染的土壤均具有良好的修复效果。
具体实施方式
[0027] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。本发明涉及的菌种均可通过市售获得。
[0028] 本发明公开了一种土壤修复方法，包括以下步骤：
[0029] 步骤1：土壤修复剂与待处理的土壤混合均匀，保持含水量，静置后，得到一级处理土壤；所述生物炭是以秸秆和/或粪肥为原料，在热解温度为330～350℃的条件下真空热解50～60min，通过研磨处理得到的粒径为2mm以下的固体粉末；
[0030] 步骤2：微生物组合物与所述一级处理土壤按照质量1～3:100混合均匀，静置后，完成土壤修复。
[0031] 本发明涉及的待处理土壤指重金属污染的土壤，可以为单一一种重金属元素污染的土壤，也可以是多种重金属元素复合污染的土壤。本发明采用化学修复与生物修复相结合的方式，对重金属污染后的土壤进行修复。特别适用于重金属污染程度较低的土壤，具体为铅含量低于800mg/kg，总铬含量低于5000mg/kg，镉含量低于80mg/kg，汞含量低于50mg/kg。
[0032] 本发明的土壤修复方法优选包括以下步骤：
[0033] 步骤1：土壤修复剂与待处理的土壤按照质量比1～10:100混合均匀，保持含水量，静置后，得到一级处理土壤；
[0034] 在所述步骤1中，利用土壤修复剂，通过吸附、离子交换、沉淀等协同作用与土壤中的重金属发生反应，使重金属形成稳定的化学形态，阻止其环境迁移和扩散，降低重金属在环境中的毒害程度。
[0035] 所述土壤修复剂为羟基磷酸钙、生物炭和钠基膨润土的混合物；
[0036] 所述生物炭是以秸秆和/或粪肥为原料，在热解温度为330～350℃的条件下真空热解50～60min，通过研磨处理得到的粒径为2mm以下的固体粉末。所述生物炭由秸秆或粪肥制备，来源广泛，而且容易获得。将秸秆或粪肥碳化后用于土壤修复，解决了秸秆和粪肥的后续处理问题，既能够减少因秸秆焚烧引起的空气污染问题，又能减少粪肥堆放引起的环境问题，实现了节能减排。
[0037] 优选地，所述土壤修复剂由以下组分构成：
[0038] 羟基磷酸钙30～40wt％；
[0039] 生物炭45～50wt％；
[0040] 钠基膨润土15～20wt％；
[0041] 更优选地，所述土壤修复剂由以下组分构成：
[0042] 羟基磷酸钙40wt％；
[0043] 生物炭45wt％；
[0044] 钠基膨润土15wt％。
[0045] 优选地，所述土壤修复剂与待处理的土壤质量比为1～10:100。
[0046] 在所述步骤1中，保持含水量，有利于修复剂更好的发挥化学降解作用，所述含水量优选为5～15％，更优选为10％。
[0047] 所述静置的时间优选为5～10天，更优选为7天。
[0048] 步骤2：微生物组合物与所述一级处理土壤按照质量1～3:100混合均匀，静置后，完成土壤修复。
[0049] 微生物的引入，可以增加土壤微生物菌的活力，改善土壤环境。微生物群会帮助土壤产生一种胶状的物质“磷酸聚糖”，土壤中各类微小颗粒会粘结在一起，形成良好的团粒结构，以利于水、肥、气、热的自然流通，改善土壤状况。
[0050] 优选地，所述微生物组合物包括：醋化醋杆菌、醋化醋杆菌液化亚种、凝结芽孢杆菌、施氏假单胞菌、恶臭假单胞菌、植物乳杆菌和鼠李糖乳杆菌中的一种或多种。
[0051] 更优选地，所述微生物组合物包括：
[0052] 25～30wt％施氏假单胞菌；
[0053] 30～60wt％鼠李糖乳杆菌；
[0054] 15～45wt％醋化醋杆菌。
[0055] 优选地，所述微生物组合物与所述一级处理土壤的质量比为1～3:100。
[0056] 在所述步骤2中，所述静置的时间优选为10～20天，更优选为10～15天。
[0057] 优选地，得到静置过程中保持土壤的含水量为5～15％。
[0058] 在本发明中，步骤1属于化学修复阶段，步骤2属于化学和生物共同修复阶段，两者具有复合增效作用，特别是微生物的引入，不仅协助土壤修复剂有效降低了土壤中重金属含量，而且对于土壤养分的恢复具有良好效果。经过试验测试，采用本发明土壤修复方法处理后的土壤，土壤理化指标均可达到土壤环境质量一级标准。
[0059] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的土壤修复方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0060] 实施例1
[0061] (1)配制土壤修复剂：以秸秆和粪肥为原料，在热解温度为350℃的条件下真空热解60min，通过研磨处理得到的粒径为2mm以下的生物炭粉末。40wt％羟基磷酸钙、45wt％生物炭和15wt％钠基膨润土均匀混合，即完成制备，得到土壤修复药剂。
[0062] (2)将重金属污染的土壤用破碎机破坏后，加入为土壤质量10％的土壤修复剂与污染土壤充分混合，在混合过程中，喷洒少量的水，使得土壤含水量保持10％，混合静置6天。
[0063] (3)将包含醋化醋杆菌(Acetobacteraceti)、醋化醋杆菌液化亚种(Acetobacterliquefaciens)、凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)以及施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)的菌群与上述土壤按质量比1:100混合均匀，在混合过程中，注意保持土壤湿润，含水量9％，静置10天，完成土壤修复。经检测，其土壤理化指标可达到土壤环境质量一级标准。
[0064] 实施例2
[0065] (1)配制土壤修复剂：以粪肥为原料，在热解温度为350℃的条件下真空热解60min，通过研磨处理得到的粒径为2mm以下的生物炭粉末。40wt％羟基磷酸钙、45wt％生物炭和15wt％钠基膨润土均匀混合，即完成制备，得到土壤修复药剂。
[0066] (2)将重金属污染的土壤用破碎机破坏后，加入为土壤质量5％的土壤修复剂与污染土壤充分混合，在混合过程中，喷洒少量的水，使得土壤含水量保持10％，混合静置7天。
[0067] (3)将包含醋化醋杆菌(Acetobacteraceti)、醋化醋杆菌液化亚种(Acetobacterliquefaciens)、凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)以及施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)的菌群与上述土壤按质量比3:100混合均匀，在混合过程中，注意保持土壤湿润，含水量12％，静置10天，完成土壤修复。经检测，其土壤理化指标可达到土壤环境质量一级标准。
[0068] 实施例3
[0069] (1)配制土壤修复剂：以秸秆为原料，在热解温度为350℃的条件下真空热解60min，通过研磨处理得到的粒径为2mm以下的生物炭粉末。30wt％羟基磷酸钙、50wt％生物炭和20wt％钠基膨润土均匀混合，即完成制备，得到土壤修复药剂。
[0070] (2)将重金属污染的土壤用破碎机破坏后，加入为土壤质量10％的土壤修复剂与污染土壤充分混合，在混合过程中，喷洒少量的水，使得土壤含水量保持10％，混合静置10天。
[0071] (3)将包含恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)以及鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)的菌群与上述土壤按质量比1:100混合均匀，在混合过程中，注意保持土壤湿润，含水量10％，静置15天，完成土壤修复。经检测，其土壤理化指标可达到土壤环境质量一级标准。
[0072] 实施例4
[0073] (1)配制土壤修复剂：以粪肥为原料，在热解温度为350℃的条件下真空热解60min，通过研磨处理得到的粒径为2mm以下的生物炭粉末。40wt％羟基磷酸钙、45wt％生物炭和15wt％钠基膨润土均匀混合，即完成制备，得到土壤修复药剂。
[0074] (2)将重金属污染的土壤用破碎机破坏后，加入为土壤质量5％的土壤修复剂与污染土壤充分混合，在混合过程中，喷洒少量的水，使得土壤含水量保持10％，混合静置8天。
[0075] (3)将25wt％施氏假单胞菌，50wt％鼠李糖乳杆菌，25wt％醋化醋杆菌混合，得到微生物组合物。
[0076] 将所述微生物组合物与上述土壤按质量比3:100混合均匀，在混合过程中，注意保持土壤湿润，含水量8％，静置10天，完成土壤修复。经检测，其土壤理化指标可达到土壤环境质量一级标准。
[0077] 对实施例1～4修复后的土壤中的重金属浓度剂土壤养分进行测试，实验结果参见表1。
[0078] 表1
[0079]
[0080] 所述土壤养分以土壤碳氮比的指标进行表征。通常土壤碳氮比在15到25之间表明土壤养分状况较为良好。
[0081] 比较例1
[0082] 土壤修复剂制备：以秸秆和氧化钙的混合物为原料，所述秸秆和氧化钙的质量比为20:1，在体系压力为20kPa、热解温度为500℃的条件下真空热解30min，通过研磨处理得到的粒径为3mm以下的生物质炭粉末；获取碱性系数大于1、蒙脱石含量为80％，粒径小于2mm的钠基膨润土；获取粒径小于2mm的粉末状的羟基磷酸钙、硫化钠、磷酸铵。各原料的质量百分比为：
[0083] 羟基磷酸钙25％；生物质炭45％；硫化钠10％；钠基膨润土10％；磷酸铵10％；
[0084] 按上述比例进行均匀混合，即完成制备，得到修复药剂。
[0085] 将重金属污染土壤挖出，送入破碎机破碎，经皮带输送至混合器，将为土壤质[0086] 量10％的修复药剂与污染土壤充分混合，在混合过程中，喷洒少量的水使得土壤保持湿润，混合后静置10天，即完成修复。
[0088] 比较例2
[0089] 将包含醋化醋杆菌(Acetobacteraceti)、醋化醋杆菌液化亚种(Acetobacterliquefaciens)、凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)以及施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)的菌群与重金属污染土壤按质量比3:100混合均匀，在混合过程中，注意保持土壤湿润，含水量12％，静置10天。对处理后的土壤进行测试，即如表2所示。
[0090] 表2
[0091]
[0092] 土壤养分含量以土壤碳氮比指标表征。
[0093] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0094] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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