用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法，包括以下步骤：A）采用0.6mol/L的柠檬酸溶液、20g/L的β-环糊精溶液和10g/L的鼠李糖脂溶液或者其中的任意两种进行复配，并用硝酸或氢氧化钠调节pH值为3~6，制成淋洗液a和淋洗液b，这种用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法，结合化学淋洗、植物修复对被Cd污染的土壤进行修复，对土壤中Cd的可交换态、态碳酸盐结合态、尤其是铁锰氧化物结合态具有明显去除效果；将这种修复方法应用于城市中大面积的污染场地修复，工程量较小，成本低、周期短，而且在修复的同时可以美化城市环境，不会对土壤产生二次污染，且对土壤的活性无影响，修复率可以达到92%以上。
【专利说明】用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及土壤重金属镉(Cd)污染的治理技术，尤其涉及一种用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法，适用于大面积受Cd污染的土地修复。
【背景技术】
[0002]重金属镉(Cd)常用于制造合金、颜料、塑料稳定剂、(电视映像管)荧光粉、杀虫齐U、杀菌剂、油漆、充电电池等，尤其是在电镀行业，由于其氧化点位高，被广泛使用。
[0003]随着我国工业化和城市化进程的加快，出现了大批关闭搬迁或即将退役的企业，这些企业由于产品的生产和处理、废物的倾倒和排放等因素造成了相当严重的场地污染问题，其中土壤Cd污染场地的治理已经成为我国亟需解决的热点问题。有研究人员于2013年调查了株洲某冶炼厂，发现该污染场地镉含量平均达到470.63mg/kg,远超过国家标准(三级标准为lmg/kg)，对周边环境以及人体健康造成了很大的危害。在2014年又在调查珠江三角洲地区发现因为当地工业废水废气的排放，周边农田土壤中镉超标最严重，超标率为26.1%。
[0004]由于Cd是机体生长发育非必需元素，可经消化道和呼吸道等多暴露途径进入动物和人体，且体内半衰期长达10?35年，为已知的最易在体内蓄积的毒物。主要蓄积于肝脏和肾，能对肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼以及血液系统产生一系列损伤和细胞、体液免疫抑制，且Cd已被美国毒物管理委员会列为第6位危害人体健康的有毒物质，被国际癌症研究中心归类为第I致癌物。
[0005]目前，对Cd污染场地的修复方法主要为物理修复、化学修复和生物修复。物理修复法虽然效率高，但耗能高且土壤易遭破坏，化学修复法虽有效，但易产生二次污染，生物修复法虽有一定效果且绿色环保，但修复周期较长。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法来解决上述问题，能有效减少土壤中Cd含量，且对土壤活性无影响和无二次污染。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法，包括以下步骤:
[0008]步骤一，化学淋洗
[0009]A)采用0.6mol/L的柠檬酸溶液、20g/L的β -环糊精溶液和10g/L的鼠李糖脂溶液或者其中的任意两种进行复配，并用硝酸或氢氧化钠调节PH值为3?6，制成淋洗液a和淋洗液b ；
[0010]B)根据待修复土壤的质量准备适量的淋洗液a和淋洗液b，所述淋洗液a与淋洗液b的体积和与所述待修复土壤的质量比为2:1?6: lml/g,所述淋洗液a与所述淋洗液b的体积比为1:1 ;
[0011]C) 一边搅拌所述待修复土壤一边将淋洗液a对所述待修复土壤进行均匀喷淋，淋洗45?60分钟后,使用淋洗液b重复上述操作；
[0012]步骤二、植物修复
[0013]D)将化学淋洗后的所述待修复土壤在露天环境中稳定12?14天；
[0014]E)将超富集植物a的种子以散播的方式播种在所述待修复土壤中，播种量为9?Hg/ m%再将超富集植物b的种子以3X3cm的间距点播；
[0015]F)将基质覆盖与所述待修复土壤的表面上，所述基质的覆盖厚度为所述超富集植物a或超富集植物b的种子大小的2?3倍。
[0016]作为优选，能够达到较好的修复效果和最经济的修复成本，步骤A)中，采用
0.6mol/L的柠檬酸溶液和20g/L的β -环糊精溶液进行复配，并通过硝酸或氢氧化钠调节PH值为3?6，制成淋洗液a，采用0.6mol/L的柠檬酸溶液和10g/L的鼠李糖脂溶液进行复配，用硝酸或氢氧化钠调节pH值为3?6，制成淋洗液b。
[0017]为了进一步提高化学淋洗的修复效果，所述淋洗液a的pH值为4，所述淋洗液b的PH值为4。
[0018]作为优选，步骤B)中所述淋洗液a与淋洗液b的体积和与所述待修复土壤的质量比为 4: lml/g。
[0019]作为优选，所述超富集植物a为多年生黑麦草，黑麦草是一种生长较为迅速、生物量较大、富集重金属能力相对较强的超富集植物，而且较为美观，修复土壤的同时可以美化城市环境。
[0020]具体的，所述多年生黑麦草的播种量为10g/m2。
[0021]具体的，步骤E)中所述多年生黑麦草播种后每隔20?30天割一次草。
[0022]金盏菊也是一种较为美观，生命力较为顽强，具有富集重金属能力的植物，因此所述超富集植物b为金盏菊。
[0023]本发明的有益效果是，这种用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法，结合化学淋洗、植物修复对被Cd污染的土壤进行修复，对土壤中Cd的可交换态、态碳酸盐结合态、尤其是铁锰氧化物结合态具有明显去除效果；将这种修复方法应用于城市中大面积的污染场地修复，工程量较小，成本低、周期短，而且在修复的同时可以美化城市环境，不会对土壤产生二次污染，且对土壤的活性无影响，修复率可以达到92%以上。
【具体实施方式】
[0024]在使用本发明的用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法对污染土壤进行修复前，首先采集常州市某已搬迁化工污染场地作为研究区检测其理化性质，将地块按照网格布点法设置采样点，满足检测数据的普遍性。按照《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166-2004)等标准规范采集土壤样品。每个采样点采集表层土壤(O?40cm)。样品剔除与金属采样器械接触部分，放入专用样品袋，避免样品之间接触污染，待所有样品采集完毕后于冰箱中保存。
[0025]然后对采样土壤中Cd各个形态进行检测:采用逐级连续提取，用Tessier法提取可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机态和残渣态。具体为称取适量采样土壤，自然风干，提取残渣，然后进行第一步，再次称取适量采样土壤，加入MgCl2,恒温振荡后离心，提取可交换态；第二步，在上述残渣中加入NaAc，恒温振荡后离心，提取碳酸盐结合态；第三步，在上述残渣中加入NH2OH.HC1，96°C下振荡后离心提取铁锰氧化态；第四步，在上述残渣中加入HNO3和H2O2,85°C下振荡后加入NH4OAC再次振荡，离心后提取有机态；第五步，在上述残渣中加入HNO3和HCl进行消解，过滤后提取残渣态；最后用火焰原子吸收分光光度计测定各种形态中Cd的含量。检测结果见表1:
[0026]
【权利要求】
1.一种用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤一，化学淋洗 A)采用0.6mol/L的柠檬酸溶液、20g/L的β -环糊精溶液和10g/L的鼠李糖脂溶液或者其中的任意两种进行复配，并用硝酸或氢氧化钠调节PH值为3~6，制成淋洗液a和淋洗液b ； B)根据待修复土壤的质量准备适量的淋洗液a和淋洗液b，所述淋洗液a与淋洗液b的体积和与所述待修复土壤的质量比为2: f 6: lml/g，所述淋洗液a与所述淋洗液b的体积比为1:1; C)一边搅拌所述待修复土壤一边将淋洗液a对所述待修复土壤进行均匀喷淋，淋洗45飞O分钟后,使用淋洗液b重复上述操作； 步骤二、植物修复 D)将化学淋洗后的所述待修复土壤在露天环境中稳定12~14天； E)将超富集植物a的种子以散播的方式播种在所述待修复土壤中，播种量为9~Ilg/m2，再将超富集植物b的种子以3X3cm的间距点播； F)将基质覆盖与所述待修复土壤的表面上，所述基质的覆盖厚度为所述超富集植物a或超富集植物b的种子 大小的2~3倍。
2.如权利要求1所述的用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法，其特征在于:步骤A)中，采用0.6mol/L的柠檬酸溶液和20g/L的β -环糊精溶液进行复配，并通过硝酸或氢氧化钠调节PH值为3~6，制成淋洗液a，采用0.6mol/L的柠檬酸溶液和10g/L的鼠李糖脂溶液进行复配，用硝酸或氢氧化钠调节pH值为3~6,制成淋洗液b。
3.如权利要求2所述的用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法，其特征在于:所述淋洗液a的pH值为4，所述淋洗液b的pH值为4。
4.如权利要求1所述的用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法，其特征在于:步骤B)中所述淋洗液a与淋洗液b的体积和与所述待修复土壤的质量比为4: lml/g。
5.如权利要求1所述的用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法，其特征在于:所述超富集植物a为多年生黑麦草。
6.如权利要求5所述的用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法，其特征在于:所述多年生黑麦草的播种量为10g/m2。
7.如权利要求6所述的用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法，其特征在于:步骤E)中所述多年生黑麦草播种后每隔20-30天割一次草。
8.如权利要求1所述的用于土壤Cd污染的化学-生物联用修复方法，其特征在于:所述超富集植物b为金盏菊。
【文档编号】B09C1/00GK104070058SQ201410348538
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】李定龙, 吕浩, 杨彦, 万玉山 申请人:常州大学