利用复合改良剂修复酸性重金属污染土壤的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种修复污染土壤的方法，特别是涉及一种利用复合改良剂修复酸性重金属污染土壤的方法。
【背景技术】
[0002]土壤重金属污染是我国目前面临的主要环境污染问题之一。金属矿山开采冶炼、化学工业生产、重金属农药、污水灌溉以及废渣等固体废料溶蚀扩散进入土壤等是重金属污染的主要途径。我国土壤重金属污染形势严峻，近年来，我国土壤重金属污染事件频发，不仅对耕地与农产品质量构成严重威胁，还直接损害了民众身体健康，影响社会稳定。国务院批复的《重金属污染综合防治“十二五”规划》、《国务院办公厅关于印发近期土壤环境保护和综合治理工作安排的通知》(国办发
[2013]7号)等国家系列文件等都明确表明防控和修复土壤重金属污染，提高土壤环境质量，保障生态环境与食物安全，已成为国家重大现实需求。在某些呈酸性土壤周边，一些金属矿业采选和冶炼所排放的重金属通过废气沉降或废渣释放等进入到土壤环境中，重金属污染严重。在酸性条件下，重金属活性大，植物有效性强，表现出比在中性或碱性条件下更大的生物毒性，因此修复非常必要。
[0003]国内外已开展较多重金属污染酸性土壤修复技术的研宄，包括以客土、淋洗、电化学修复、化学固定等方法为主的物理化学修复技术及生物修复技术。选择具体重金属土壤修复技术时必须考虑污染地的实际情况、修复成本、技术可行性及环境安全性等实际问题。客土法工程量大、成本高，并且只是将污染土壤从污染区域搬走，换成由别处移来的示清洁土壤或改良土壤，没有实质性处理污染物；淋洗法修复成本高、环境风险大，为土壤带来的二次污染问题日益受到重视，修复后的土壤仍需进一步治理或改良方可进行农业使用；植物修复只适合应用于中低浓度污染土壤修复，对于污染浓度高且明显呈酸性的土壤，修复植物的筛选和生长是非常困难。
[0004]综上所述，针对酸性土壤的重金属污染修复，现有技术存在修复成本高、环境风险大、修复后土壤不能用于农业生产、修复效率低等缺陷，亟需开发切实可行的修复方法，以减少植物对重金属的吸收是十分必要的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种利用复合改良剂修复酸性重金属污染土壤的方法，该方法经过化学改良剂的修复和老化处理土壤中的重金属铅锌，修复重金属污染的同时，改良了土壤的性质和肥力，确保修复后的土壤能用于正常的农林业生产。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
1、将含铅锌的酸性土壤风干破碎，土壤粒径为l~4cm;
2、取破碎后的土壤，加入粒径为0.1-0.5cm的氧化钙，氧化钙加入量为土壤质量的2-10%，充分搅拌混匀；
3、向上述土壤中加入2-10%的钙镁磷肥，充分搅拌并喷洒水，保持水份为田间持水量的50~60% ;处理后土壤在室温下老化30~45天，每隔一周翻转搅拌一次，并补充水份，保持水份为田间持水量的50~60%。
[0007]4、向上述老化后的土壤中加入5-10%污泥发酵肥即得到改良后的土壤。所谓的污泥发酵肥是一种以城市污水处理厂剩余活性污泥为原料的有机肥料，干燥至含水率为80-85%剩余污泥、猪粪、破碎为l-2cm的秸杆(稻草或玉米芯)按75-85%:7~15%:7~15%的比例混合均匀，经过高温好氧堆肥过程制得。
[0008]本发明具有以下优点:
1、本发明方法改善了原土壤的酸性，降低重金属污染物铅锌有效态的浓度，土壤重金属污染得到有效修复。本方法简单易行，处理量大，修复成本低。
[0009]2、经过化学改良剂的修复和老化处理，土壤中的重金属铅锌固定效果好，无淋溶风险，环境风险低。
[0010]3、在修复重金属污染的同时，改良了土壤的性质和肥力，确保修复后的土壤能用于正常的农林业生产。
[0011]
【具体实施方式】
[0012]实施例1:实验室模拟酸性低浓度铅锌污染土壤的修复实验
1、采集草甸棕壤2kg，将土壤风干破碎，过2cm筛网，土壤pH 6.94，有机质含量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，喷洒稀盐酸水溶液充分混合，使土壤pH为4.4-5.0，并保持土壤田间持水量为55%，得到铅、锌含量分别为500mg/kg的实验土壤。土壤老化I个月后，测得土壤有效态Pb含量59.12mg/kg，有效态Zn含量68.24mg/kg，pH值为4.92。取老化后的土壤1kg，风干破碎，过4cm筛网备用。
[0013]2、向上述土壤中加入粒径为0.2cm的氧化钙，氧化钙加入量为30g，将氧化钙与土壤充分搅拌混匀；
3、向上述土壤中加入40g钙镁磷肥，填加时不断搅拌并喷洒水，保持水份为土壤田间持水量的55%。将混合后的土壤在室温下老化30天，每隔一周翻转搅拌一次，并补充水份，保持土壤水份为田间持水量的60%。
[0014]4、30天后，向上述老化后的土壤中加入50g污泥发酵肥即得到改良后的土壤。称取上述土壤进行各指标的实验室分析，经检测，修复后土壤pH 6.81，有效态Pb含量8.92mg/kg，有效态Zn含量15.87mg/kg，有效态Pb和有效态Zn分别下降了 84.91%和76.74%，水溶态Pb和水溶态Zn的去率均达到了 98%以上。修复过程固定了有效态重金属，减少了植物吸收重金属的可能，修复效果良好。
[0015]实施例2:实验室模拟酸性高浓度铅锌污染土壤的修复实验
1、采集草甸棕壤2kg，将土壤风干破碎，过2cm筛网，土壤pH 6.94，有机质含量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，喷洒稀盐酸水溶液充分混合，使土壤pH为4.4-5.0，并保持土壤田间持水量为55%，得到含重金属Pb、Zn量分别为1500mg/kg左右的实验土壤。土壤老化I个月后，测得土壤有效态Pb含量157.65mg/kg，有效态Zn含量147.60mg/kg, pH值为4.87。取老化后的土壤1kg，风干破碎，过2cm筛网，
2、取破碎后的土壤，加入粒径为0.5cm的氧化钙，氧化钙加入量为土壤质量的4%，充分搅拌混匀。
[0016]3、向上述土壤中加入50g的钙镁磷肥，填加过程中搅拌并喷洒水，保持水份为土壤田间持水量的60%。将混合后的土壤在室温下老化40天，每隔一周翻转搅拌一次，并补充水份，保持土壤水份为田间持水量的50%。
[0017]4、上述土壤老化40天后，向中加60g污泥发酵肥即得到改良后的土壤。称取上述土壤进行各指标的实验室分析，经检测，修复后土壤pH 6.90，有效态Pb含量8.92mg/kg，有效态Pb和有效态Zn分别下降了 80.54%和77.20%，水溶态Pb和水溶态Zn的去率均达到了96.5%以上。修复过程固定了有效态重金属，使土壤由酸性达到中性，修复效果良好。
[0018]实施例3:酸性铅锌污染土壤的修复实验
1、采集某铅锌冶炼区铅污染土壤lkg，土壤pH 4.85，Pb含量892.56mg/kg，Zn含量1225mg/kg, 土壤有机质含量2.66%，有效磷含量3.78mg/kg，有效态Pb含量98.32mg/kg，有效态Zn含量57.12mg/kgo将土壤风干破碎，过4cm筛网。
[0019]2、向上述土壤加入过0.3cm筛的氧化钙，氧化钙加入量为50g，充分搅拌。
[0020]3、向上述土壤中加入80g钙镁磷肥，填加过程中搅拌并喷洒水，保持水份为田间持水量的55% ;处理后土壤在室温下老化40天，每隔一周翻转搅拌一次，并补充水份，保持水份为田间持水量的60%。
[0021]4、向上述老化后的土壤中加入60g污泥发酵肥即得到改良后的土壤。称取上述土壤进行各指标的实验室分析，经检测，修复后土壤PH 6.81，土壤有机质含量12..78%，有效磷含量8.95mg/kg，有效态Pb含量65.12mg/kg，有效态Zn含量40.56mg/kg，有效态Pb和有效态Zn分别下降了 33.76%和28.99%，水溶态Pb和水溶态Zn的去率均达到了 90%以上。修复过程改善了原土壤的酸性属性固定了有效态重金属，减少了植物吸收重金属的可能，修复效果良好。
【主权项】
1.利用复合改良剂修复酸性重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述方法包括以下过程: I)将含铅锌的酸性土壤风干破碎，土壤粒径为l~4cm ； 2)取破碎后的土壤，加入粒径为0.1-0.5cm的氧化钙，氧化钙加入量为土壤质量的2-10%，充分搅拌混匀； 3)向上述土壤中加入2-10%的钙镁磷肥，充分搅拌并喷洒水，保持水份为田间持水量的50~60% ;处理后土壤在室温下老化30~45天，每隔一周翻转搅拌一次，并补充水份，保持水份为田间持水量的50~60% ； 4)向上述老化后的土壤中加入5-10%污泥发酵肥即得到改良后的土壤。2.根据权利要求1所述的利用复合改良剂修复酸性重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述污泥发酵肥是一种以城市污水处理厂剩余活性污泥为原料的有机肥料，干燥至含水率为80-85%剩余污泥、猪粪、破碎为l-2cm的秸杆，即稻草或玉米芯，按75-85%:7~15%:7~15%的比例混合均勾，经过高温好氧堆肥过程制得。
【专利摘要】利用复合改良剂修复酸性重金属污染土壤的方法，涉及一种修复污染土壤的方法，所述方法包括以下过程：1）将含铅锌的酸性土壤风干破碎；2)取破碎后的土壤，加入粒径为0.1-0.5cm的氧化钙；3)向上述土壤中加入2-10%的钙镁磷肥；处理后土壤在室温下老化30~45天，每隔一周翻转搅拌一次，并补充水份，保持水份为田间持水量的50~60%；4)向上述老化后的土壤中加入5-10%污泥发酵肥即得到改良后的土壤。该方法经过化学改良剂的修复和老化处理土壤中的重金属铅锌，修复重金属污染的同时，改良了土壤的性质和肥力，确保修复后的土壤能用于正常的农林业生产。
【IPC分类】B09C1/08, B09C1/00
【公开号】CN104984988
【申请号】CN201510347996
【发明人】王洪, 李海波, 王士满, 马军冠, 廖伯儒
【申请人】沈阳大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月23日