利用復合改良劑修復酸性重金屬污染土壤的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種修復污染土壤的方法，特別是涉及一種利用復合改良劑修復酸性重金屬污染土壤的方法。
【背景技術】
[0002]土壤重金屬污染是我國目前面臨的主要環境污染問題之一。金屬礦山開采冶煉、化學工業生產、重金屬農藥、污水灌溉以及廢渣等固體廢料溶蝕擴散進入土壤等是重金屬污染的主要途徑。我國土壤重金屬污染形勢嚴峻，近年來，我國土壤重金屬污染事件頻發，不僅對耕地與農產品質量構成嚴重威脅，還直接損害了民眾身體健康，影響社會穩定。國務院批復的《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》、《國務院辦公廳關于印發近期土壤環境保護和綜合治理工作安排的通知》(國辦發
[2013]7號)等國家系列文件等都明確表明防控和修復土壤重金屬污染，提高土壤環境質量，保障生態環境與食物安全，已成為國家重大現實需求。在某些呈酸性土壤周邊，一些金屬礦業采選和冶煉所排放的重金屬通過廢氣沉降或廢渣釋放等進入到土壤環境中，重金屬污染嚴重。在酸性條件下，重金屬活性大，植物有效性強，表現出比在中性或堿性條件下更大的生物毒性，因此修復非常必要。
[0003]國內外已開展較多重金屬污染酸性土壤修復技術的研宄，包括以客土、淋洗、電化學修復、化學固定等方法為主的物理化學修復技術及生物修復技術。選擇具體重金屬土壤修復技術時必須考慮污染地的實際情況、修復成本、技術可行性及環境安全性等實際問題。客土法工程量大、成本高，并且只是將污染土壤從污染區域搬走，換成由別處移來的示清潔土壤或改良土壤，沒有實質性處理污染物；淋洗法修復成本高、環境風險大，為土壤帶來的二次污染問題日益受到重視，修復后的土壤仍需進一步治理或改良方可進行農業使用；植物修復只適合應用于中低濃度污染土壤修復，對于污染濃度高且明顯呈酸性的土壤，修復植物的篩選和生長是非常困難。
[0004]綜上所述，針對酸性土壤的重金屬污染修復，現有技術存在修復成本高、環境風險大、修復后土壤不能用于農業生產、修復效率低等缺陷，亟需開發切實可行的修復方法，以減少植物對重金屬的吸收是十分必要的。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種利用復合改良劑修復酸性重金屬污染土壤的方法，該方法經過化學改良劑的修復和老化處理土壤中的重金屬鉛鋅，修復重金屬污染的同時，改良了土壤的性質和肥力，確保修復后的土壤能用于正常的農林業生產。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
1、將含鉛鋅的酸性土壤風干破碎，土壤粒徑為l~4cm;
2、取破碎后的土壤，加入粒徑為0.1-0.5cm的氧化鈣，氧化鈣加入量為土壤質量的2-10%，充分攪拌混勻；
3、向上述土壤中加入2-10%的鈣鎂磷肥，充分攪拌并噴灑水，保持水份為田間持水量的50~60% ;處理后土壤在室溫下老化30~45天，每隔一周翻轉攪拌一次，并補充水份，保持水份為田間持水量的50~60%。
[0007]4、向上述老化后的土壤中加入5-10%污泥發酵肥即得到改良后的土壤。所謂的污泥發酵肥是一種以城市污水處理廠剩余活性污泥為原料的有機肥料，干燥至含水率為80-85%剩余污泥、豬糞、破碎為l-2cm的秸桿(稻草或玉米芯)按75-85%:7~15%:7~15%的比例混合均勻，經過高溫好氧堆肥過程制得。
[0008]本發明具有以下優點:
1、本發明方法改善了原土壤的酸性，降低重金屬污染物鉛鋅有效態的濃度，土壤重金屬污染得到有效修復。本方法簡單易行，處理量大，修復成本低。
[0009]2、經過化學改良劑的修復和老化處理，土壤中的重金屬鉛鋅固定效果好，無淋溶風險，環境風險低。
[0010]3、在修復重金屬污染的同時，改良了土壤的性質和肥力，確保修復后的土壤能用于正常的農林業生產。
[0011]
【具體實施方式】
[0012]實施例1:實驗室模擬酸性低濃度鉛鋅污染土壤的修復實驗
1、采集草甸棕壤2kg，將土壤風干破碎，過2cm篩網，土壤pH 6.94，有機質含量3.66%，有效磷含量4.49mg/kg，Pb含量22.56mg/kg，Zn含量18.78 mg/kg。向土壤中加入1.60gPb (N03) 2和4.42g ZnS04.7H20，噴灑稀鹽酸水溶液充分混合，使土壤pH為4.4-5.0，并保持土壤田間持水量為55%，得到鉛、鋅含量分別為500mg/kg的實驗土壤。土壤老化I個月后，測得土壤有效態Pb含量59.12mg/kg，有效態Zn含量68.24mg/kg，pH值為4.92。取老化后的土壤1kg，風干破碎，過4cm篩網備用。
[0013]2、向上述土壤中加入粒徑為0.2cm的氧化鈣，氧化鈣加入量為30g，將氧化鈣與土壤充分攪拌混勻；
3、向上述土壤中加入40g鈣鎂磷肥，填加時不斷攪拌并噴灑水，保持水份為土壤田間持水量的55%。將混合后的土壤在室溫下老化30天，每隔一周翻轉攪拌一次，并補充水份，保持土壤水份為田間持水量的60%。
[0014]4、30天后，向上述老化后的土壤中加入50g污泥發酵肥即得到改良后的土壤。稱取上述土壤進行各指標的實驗室分析，經檢測，修復后土壤pH 6.81，有效態Pb含量8.92mg/kg，有效態Zn含量15.87mg/kg，有效態Pb和有效態Zn分別下降了 84.91%和76.74%，水溶態Pb和水溶態Zn的去率均達到了 98%以上。修復過程固定了有效態重金屬，減少了植物吸收重金屬的可能，修復效果良好。
[0015]實施例2:實驗室模擬酸性高濃度鉛鋅污染土壤的修復實驗
1、采集草甸棕壤2kg，將土壤風干破碎，過2cm篩網，土壤pH 6.94，有機質含量3.66%，有效磷含量4.49mg/kg，Pb含量22.56mg/kg，Zn含量18.78 mg/kg。向土壤中加入4.81gPb (N03) 2和13.26g ZnS04.7H20，噴灑稀鹽酸水溶液充分混合，使土壤pH為4.4-5.0，并保持土壤田間持水量為55%，得到含重金屬Pb、Zn量分別為1500mg/kg左右的實驗土壤。土壤老化I個月后，測得土壤有效態Pb含量157.65mg/kg，有效態Zn含量147.60mg/kg, pH值為4.87。取老化后的土壤1kg，風干破碎，過2cm篩網，
2、取破碎后的土壤，加入粒徑為0.5cm的氧化鈣，氧化鈣加入量為土壤質量的4%，充分攪拌混勻。
[0016]3、向上述土壤中加入50g的鈣鎂磷肥，填加過程中攪拌并噴灑水，保持水份為土壤田間持水量的60%。將混合后的土壤在室溫下老化40天，每隔一周翻轉攪拌一次，并補充水份，保持土壤水份為田間持水量的50%。
[0017]4、上述土壤老化40天后，向中加60g污泥發酵肥即得到改良后的土壤。稱取上述土壤進行各指標的實驗室分析，經檢測，修復后土壤pH 6.90，有效態Pb含量8.92mg/kg，有效態Pb和有效態Zn分別下降了 80.54%和77.20%，水溶態Pb和水溶態Zn的去率均達到了96.5%以上。修復過程固定了有效態重金屬，使土壤由酸性達到中性，修復效果良好。
[0018]實施例3:酸性鉛鋅污染土壤的修復實驗
1、采集某鉛鋅冶煉區鉛污染土壤lkg，土壤pH 4.85，Pb含量892.56mg/kg，Zn含量1225mg/kg, 土壤有機質含量2.66%，有效磷含量3.78mg/kg，有效態Pb含量98.32mg/kg，有效態Zn含量57.12mg/kgo將土壤風干破碎，過4cm篩網。
[0019]2、向上述土壤加入過0.3cm篩的氧化鈣，氧化鈣加入量為50g，充分攪拌。
[0020]3、向上述土壤中加入80g鈣鎂磷肥，填加過程中攪拌并噴灑水，保持水份為田間持水量的55% ;處理后土壤在室溫下老化40天，每隔一周翻轉攪拌一次，并補充水份，保持水份為田間持水量的60%。
[0021]4、向上述老化后的土壤中加入60g污泥發酵肥即得到改良后的土壤。稱取上述土壤進行各指標的實驗室分析，經檢測，修復后土壤PH 6.81，土壤有機質含量12..78%，有效磷含量8.95mg/kg，有效態Pb含量65.12mg/kg，有效態Zn含量40.56mg/kg，有效態Pb和有效態Zn分別下降了 33.76%和28.99%，水溶態Pb和水溶態Zn的去率均達到了 90%以上。修復過程改善了原土壤的酸性屬性固定了有效態重金屬，減少了植物吸收重金屬的可能，修復效果良好。
【主權項】
1.利用復合改良劑修復酸性重金屬污染土壤的方法，其特征在于，所述方法包括以下過程: I)將含鉛鋅的酸性土壤風干破碎，土壤粒徑為l~4cm ； 2)取破碎后的土壤，加入粒徑為0.1-0.5cm的氧化鈣，氧化鈣加入量為土壤質量的2-10%，充分攪拌混勻； 3)向上述土壤中加入2-10%的鈣鎂磷肥，充分攪拌并噴灑水，保持水份為田間持水量的50~60% ;處理后土壤在室溫下老化30~45天，每隔一周翻轉攪拌一次，并補充水份，保持水份為田間持水量的50~60% ； 4)向上述老化后的土壤中加入5-10%污泥發酵肥即得到改良后的土壤。2.根據權利要求1所述的利用復合改良劑修復酸性重金屬污染土壤的方法，其特征在于，所述污泥發酵肥是一種以城市污水處理廠剩余活性污泥為原料的有機肥料，干燥至含水率為80-85%剩余污泥、豬糞、破碎為l-2cm的秸桿，即稻草或玉米芯，按75-85%:7~15%:7~15%的比例混合均勾，經過高溫好氧堆肥過程制得。
【專利摘要】利用復合改良劑修復酸性重金屬污染土壤的方法，涉及一種修復污染土壤的方法，所述方法包括以下過程：1）將含鉛鋅的酸性土壤風干破碎；2)取破碎后的土壤，加入粒徑為0.1-0.5cm的氧化鈣；3)向上述土壤中加入2-10%的鈣鎂磷肥；處理后土壤在室溫下老化30~45天，每隔一周翻轉攪拌一次，并補充水份，保持水份為田間持水量的50~60%；4)向上述老化后的土壤中加入5-10%污泥發酵肥即得到改良后的土壤。該方法經過化學改良劑的修復和老化處理土壤中的重金屬鉛鋅，修復重金屬污染的同時，改良了土壤的性質和肥力，確保修復后的土壤能用于正常的農林業生產。
【IPC分類】B09C1/08, B09C1/00
【公開號】CN104984988
【申請號】CN201510347996
【發明人】王洪, 李海波, 王士滿, 馬軍冠, 廖伯儒
【申請人】沈陽大學
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年6月23日