植物仿生与化学淋洗、微生物联合修复场地土壤的方法与流程

文档序号:11907907阅读:545来源:国知局

本发明属于土壤修复技术邻域,具体涉及工业场地污染土壤的联合修复技术。



背景技术:

近年来随着经济技术的快速发展,产生各种环境问题。其中,土壤污染由于其本身具有的潜在性、长期性、难处理等特点引起了人们的关注。工业场地污染主要为化工、电镀等行业引起的土壤污染,具有污染物复杂、浓度较高等特点,难以实现原位修复,异位修复过程花费较高、修复时间较长。

目前常用的土壤修复技术主要包括以下几种:客土法、固定稳定化法,化学淋洗、热解吸、电动修复、氧化还原修复、植物修复、微生物修复等,这些方法均可用于土壤修复,但不同方法的适用范围和特点并不相同。客土法需要大量干净的土壤,同时花费较高;化学固定、化学淋洗可以降低土壤污染物浓度,但容易引起二次污染,破坏土壤的理化性质,修复后的土壤只能用于建筑施工等;电动修复技术目前并不成熟,难以大范围的推广应用;植物修复、微生物修复会受到土壤基本性质的制约,且修复时间较长、效率较低。

因此,开发土壤修复的新技术对于解决目前土壤修复的困境具有重要的意义,本发明主要利用一种新型的土壤修复技术—基于植物仿生的污染土壤原位自持修复技术,将该技术与原位化学淋洗修复技术相结合,快速的修复高浓度的复合工业污染土壤,最后利用微生物降解化学淋洗剂,使得化学物质无残留,真正达到安全、清洁、高效的修复。



技术实现要素:

本发明提供了植物仿生与化学淋洗、微生物联合修复场地土壤的方法,可用于修复高浓度的复合工业污染土壤和一般污染性土壤,可快速降解土壤中污染物质的浓度,花费较低,具有安全、清洁、高效的特点。

植物仿生与化学淋洗、微生物联合修复场地土壤的方法,包括以下步骤:

(1)对场地进行基本情况的调查,确定污染物的种类和浓度及其空间分布;

(2)根据场地土壤污染物种类及其分布确定联合修复方法中植物仿生修复装置的填料组成和化学淋洗剂的种类、浓度等;

(3)根据场地污染物的空间分布布置植物仿生修复装置,同时在土壤中浇化学淋洗液,植物仿生技术同原位化学淋洗技术相结合,修复污染场地;

(4)污染场地的监测、取样分析污染物浓度的变化情况,由此决定是否更换植物仿生修复装置或者改变化学淋洗剂的组成、浓度、淋洗次数等,直到场地修复达标;

(5)场地修复达标后回收植物仿生修复装置,植物仿生装置内的填料经酸、碱或热解析后可重复利用;

(6)对修复达标后的场地施加微生物菌剂或采用自身的微生物,降解原位化学淋洗过程中添加到污染土壤中的化学淋洗剂,加速外源化学物质的降解。

所述步骤(2)中植物仿生修复装置填料和化学淋洗剂的种类、浓度主要指选择对目标污染物质有较强吸附作用的植物仿生修复装置填料,能够改变目标重金属形态、有机物溶解度的化学淋洗剂。

所述步骤(3)中植物放生修复与化学淋洗修复同时进行,植物仿生修复装置主要对土壤中可溶性的污染物质有很好的去除效果,修复过程中通过化学淋洗改变土壤重金属的形态和有机物质的溶解性,使土壤重金属更多的转换为可溶解态,有机物更多的转为水溶态,增加植物仿生修复技术的效率。

所述步骤(4)中污染场地的监测周期为1个月,依据土壤中污染物质的浓度、修复效果决定是否更换植物仿生修复装置或者改变化学淋洗剂的浓度、淋洗方式。具体原则为:如果土壤特征污染物浓度下降达到预期效果、填料富集浓度没有达到饱和浓度则无需更换植物仿生修复装置;如果填料富集浓度达到饱和浓度则需更换植物仿生修复装置;如果土壤特征污染物浓度下降不显著,填料也未达到饱和浓度,需要考虑调整化学淋洗剂的种类、浓度或者淋洗方式。

所述步骤(5)中植物仿生修复装置内填料的解析方法主要取决于特征污染物的性质,依照其性质的不同选择酸、碱、热或者其它方式解吸出污染物质,实现填料的可回收利用。

所述步骤(6)中联合修复所用化学淋洗剂主要为环境友好型的有机弱酸(如烷基酸、醇酸、芳香酸、烯酸、不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸、酚)、表面活性剂等,该化学淋洗剂可被微生物降解,不会产生残留和二次污染。所用微生物菌剂主要用于增加化学淋洗剂的微生物降解,同时可对土壤中剩余特征污染物质起到降解的效果。

与现有土壤修复技术相比较,本发明的主要优点在于:

(1)本发明的修复技术为原位修复技术,很大程度降低了修复过程产生的费用,便于大范围的推广和应用。

(2)本发明主要利用植物仿生修复技术降低土壤污染物浓度,植物仿生修复技术无需外加动力,可实现自我持续,同时修复时间短、效率高,对环境无污染,是一种环境友好的修复技术。

(3)联合修复中的化学淋洗同传统的化学淋洗有区别,本发明的化学淋洗主要是利用化学淋洗剂改变土壤中的重金属和有机污染物质的存在形态,使其更多的向可溶态转变,增加植物放生修复的效率。

(4)本发明虽然使用化学淋洗剂,但所用化学淋洗剂主要为环境友好型的有机弱酸、表面活性剂等,可被微生物降解,不会产生残留和二次污染。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明,但本发明并不限于以下实施例。

实例1

试验地位于湖南株洲废弃化工园,土壤pH为5.63,重金属Cd含量为6.25mg·kg-1,经测定其它重金属不超标,所以目标污染物为重金属Cd,对其进行联合修复。

试验取样调查该废弃化工园区的土壤污染状况,确定重金属Cd的空间分布图,有针对性的制定联合修复方案。选择对Cd有较好吸附能力的填料制作植物仿生修复装置,用于植物仿生修复。同时选择对Cd具有较好淋洗效果的淋洗剂,用于联合修复中的化学淋洗,改变土壤中Cd的存在形态。

根据试验方案插入植物仿生修复装置,同时对污染土壤采用原位化学淋洗,所用淋洗剂为5%的乳酸溶液,用于将土壤中结合态的Cd转变为可溶解态的Cd。

每月取样分析土壤中Cd含量的变化情况,由分析结果判断污染土壤的修复情况,决定是否更换植物仿生修复装置或者改变化学淋洗的方式。试验3个月后土壤中Cd含量的变化情况如下表所示:

表1土壤Cd含量变化

由表1结果可知,修复3个月后土壤中的Cd含量均降低到土壤环境质量标准(GB15618-1995)中Cd的三级标准值。

试验3个月后达到土壤环境质量标准的要求,结束试验,对植物仿生修复装置进行回收利用。植物仿生修复装置内的填料使用0.05mol/l的盐酸溶液浸泡,解吸出填料吸附的Cd,最后用自来水进行冲洗,烘干后的填料重复利用。由于乳酸为天然有机弱酸,土壤中自身存在的微生物就能够对其进行降解,无需添加外源菌种。试验结束后向土壤之中添加微生物营养剂,加速土壤本身乳酸降解生物的繁殖,同时添加外源氮、碳和水分,两个月后测定土壤中乳酸含量发现乳酸未残留,联合修复很好的解决了土壤化学淋洗过程中添加外源乳酸的影响。

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