本发明属于重金属污染土壤修复
技术领域：
，具体涉及一种原位淋洗与微生物有深层钝化联合修复重金属污染土壤的方法。
背景技术：
：现如今，土壤重金属污染整体情况在我国十分严峻。通过研究土壤中重金属分布和污染治理的期刊发现，土壤重金属污染主要集中在镉(cd)、铜(cu)、铅(pb)、锌(zn)，部分铝(al)、砷(as)、铬(cr)、铁(fe)、汞(hg)、锰(mn)和部分镍(ni)。重金属一旦进入土壤中将难以降解，并且自身具有超大毒性、超强的富集性，研究表明土壤中的重金属经历几十年的变化，含量依然变化很小，当重金属在土壤中累积到一定时期时，其毒害作用才明显表现出来。在重金属污染严重的土壤中耕种时，会间接对植物幼苗的生长产生延缓甚至死亡作用。而且，重金属通过土壤会间接影响人类的身体健康，像一些植物通过根的吸收、转运等作用转移重金属到农产品中。另外，农业部曾对全国大部分严重污染区土壤和农作物进行重金属污染调查，调查显示在所有污染土壤和农作物中，土壤重金属超标率占80％。可见土壤重金属污染关系着我国的粮食安全，更关系着全国人民的身体健康，所以无论是国家还是人民都迫切希望土壤重金属污染得到改善。目前土壤重金属的修复方法有化学淋洗、固化稳定化、氧化还原、生物修复等，各个方法各有优缺点，工程应用中通常采用联合工艺对土壤进行修复。化学淋洗具有高效快捷的特点，但淋洗后的土壤存在ph失衡、土壤质量下降等问题，因此需要对淋洗后的土壤进一步处理，增强修复效果。微生物钝化技术可弥补化学淋洗的缺点，其不仅能够进一步去除重金属，而且还能对土壤养分进行改良。采用化学淋洗-微生物钝化联合工艺能有效对重金属污染土壤进行修复，然而目前化学淋洗主要是采用异位淋洗，修复成本会较高。技术实现要素：为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种原位淋洗与微生物深层钝化联合修复重金属污染土壤的方法。本发明目的通过以下技术方案实现：一种原位淋洗与微生物深层钝化联合修复重金属污染土壤的方法，包括如下步骤：s1、化学原位淋洗：先用水对重金属污染土壤进行润湿，再用淋洗剂对重金属污染土壤进行原位淋洗；s2、土壤钝化修复：将步骤s1中经淋洗后的重金属污染土壤加入钝化修复剂进行钝化处理，完成对重金属污染土壤的修复。优选的，所述步骤s1中，淋洗剂与土壤的固液比为1g：3～15ml。优选的，所述步骤s1中淋洗剂为fecl3溶液，浓度为0.06～0.5mol/l。进一步优选的，所述fecl3溶液的浓度为0.4mol/l。优选的，所述步骤s1中，所述淋洗时间为连续18～30h。优选的，所述步骤s1中，淋洗流速为0.8～1.2ml/min。进一步优选的，所述淋洗流速为1.0ml/min。优选的，所述步骤s2中钝化修复剂是活化硫酸盐还原菌3-6-1或活化硫酸盐还原菌3-6-2中的至少一种。进一步优选的，所述步骤s2中，所述活化硫酸盐还原菌钝化剂与重金属污染土壤的固液比为100～150g：1ml，每毫升钝化剂含3.2～4.2×106菌体。进一步优选的，所述步骤s2中，钝化处理的时间为2～3周。其中，本发明中选择的重金属污染土壤中的重金属包括铅(pb)、镉(cd)、铜(cu)和锌(zn)。本发明的反应原理：化学淋洗按照修复位置不同分为原位和异位化学淋洗修复，本发明采用原位化学淋洗修复，即直接向污染土壤中加入淋洗剂，通过压力作用去除重金属。在选用原位化学淋洗修复方法时，由于原位化学淋洗修复是直接在重金属污染土壤原地修复，所以从淋洗剂的添加到淋洗液收集都要有完整的操作系统，但是不需要挖掘大量土壤并转移，工程量较小；重金属污染土壤与淋洗剂相互反应过程中将形成的高迁移性污染物，存在污染地下水的风险，所以需要采用隔离墙等措施把修复区域封闭起来以降低污染；进一步的，原位化学淋洗修复可根据现场土壤重金属污染情况，选择在现场挖掘沟渠、灌溉或喷洒等方式。土壤重金属微生物钝化技术的修复原理是硫酸盐还原菌能分解有机物获得atp(三磷酸腺苷酶)，产生的大量高能电子将硫酸根还原为s2-，s2-与重金属离子反应生成稳定的硫化物沉淀，从而降低重金属的迁移性及生物可利用性，使土壤重金属趋于稳定化。改变土壤重金属的形态是此技术关键性机理效应，土壤生物、理化性质及外部环境的影响是钝化修复中的关键性影响因素，包括土壤ph、阳离子交换量(cec)、有机质(om)、植物、矿物质组成和微生物种类等。与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：(1)本发明提供了一种原位淋洗与微生物深层钝化联合修复重金属污染土壤的方法，采用原位淋洗与微生物钝化相结合的方法，能够有效降低土壤中的重金属含量，对pb、cd、cu和zn的去除率达56.89％～87.52％。(2)本发明的方法中，以fecl3为淋洗剂，对土壤的二次污染较小，以硫酸盐还原菌为钝化修复剂不仅可以降低有效态重金属含量，而且可以补充土壤因淋洗损失的原有肥力，增加土壤中微生物的种类、数量和活性，有利于进一步修复淋洗后的土壤，提高修复后土壤的利用价值。(3)本发明方法具有工艺简单、修复成本低、实用性高、修复效果好等优点。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。本实施例中活化硫酸盐还原菌3-6-1和活化硫酸盐还原菌3-6-2菌株购自于广东省微生物菌种保藏中心。活化硫酸盐还原菌3-6-1菌液制备：活化硫酸盐还原菌3-6-1菌株，在无菌操作条件下将菌株接入含有250ml培养基的锥形瓶中，28℃培养7天；再将菌液全部离心，5000rpm，15min，倒掉上清液，取菌体，按照每毫升含3.8×106菌体的量，加入蒸馏水并搅拌均匀，制备成菌液。活化硫酸盐还原菌3-6-2菌液制备：活化硫酸盐还原菌3-6-2菌株，在无菌操作条件下将菌株接入含有250ml培养基的锥形瓶中，28℃培养7天；再将菌液全部离心，5000rpm，15min，倒掉上清液，取菌体，按照每毫升含3.8×106菌体的量，加入蒸馏水并搅拌均匀，制备成菌液。实施例1本实施例中采用原位淋洗修复重金属污染土壤的具体实施方法，包括以下步骤：(1)土壤采集：土壤采用江苏某化工厂搬迁后表层土壤，经自然风干，剔除碎石及动植物残体后使用，填充在有机玻璃淋洗柱(柱高90cm，外径10cm，内径9cm)中，实际填充为70cm(表层土壤20cm及深层土壤50cm)。(2)在淋洗前，先用去离子水将土样润湿，再加入0.4mol/l的fecl3淋洗剂，调节流速为1.0ml/min进行淋滤试验，固液比为1g：10ml；(3)根据步骤(2)的方法，再连续淋洗30h，每6h时在下端用烧杯收集淋出液，共收集5次；(4)在完成收集后，用火焰原子吸收法测定有机玻璃淋洗柱中土壤和不同时间阶段淋出液中pb、cd、cu、zn含量，计算fecl3淋洗效果，实验结果见表1。表1土壤样品中重金属浓度元素(mg/kg)pbcdcuzn淋洗前975.622.3417.561452.52淋洗6h936.602.2016.161423.47淋洗12h796.111.7411.951266.89淋洗18h613.001.137.291026.18淋洗24h435.230.663.79769.63淋洗30h269.840.311.55515.6630h淋洗效果38.02％52.03％59.07％33.03％实施例2一种原位淋洗与微生物深层钝化联合修复重金属污染土壤的具体实施方法，包括以下步骤：(1)土壤采集：土壤采用江苏某化工厂搬迁后表层土壤，经自然风干，剔除碎石及动植物残体后使用，填充在有机玻璃淋洗柱(柱高90cm，外径10cm，内径9cm)中，实际填充为70cm(表层土壤20cm及深层土壤50cm)。(2)在淋洗前，先用去离子水将土样润湿，再加入0.4mol/l的fecl3淋洗剂，调节流速为1.0ml/min进行淋滤试验，固液比为1g：10ml；(3)淋洗30h后，测得土壤中未深层钝化pb、cd、cu、zn含量，数据结果见表2；(4)对步骤(3)中的土壤分别加入10ml的3-6-1菌液和无菌培养液，对深层土壤(20-30cm)进行钝化；(5)两周后，再对步骤(4)中钝化后的深层土壤用火焰原子吸收法测定土壤中pb、cd、cu、zn含量，数据结果见表2。表2实施例3一种原位淋洗与微生物深层钝化联合修复重金属污染土壤的具体实施方法，包括以下步骤：(1)土壤采集：土壤采用江苏某化工厂搬迁后表层土壤，经自然风干，剔除碎石及动植物残体后使用，填充在有机玻璃淋洗柱(柱高90cm，外径10cm，内径9cm)中，实际填充为70cm(表层土壤20cm及深层土壤50cm)。(2)在淋洗前，先用去离子水将土样润湿，再加入0.5mol/l的fecl3淋洗剂，调节流速为1.2ml/min进行淋滤试验，固液比为1g：12ml；(3)淋洗30h后，测得土壤中未深层钝化pb、cd、cu、zn含量，数据结果见表3；(4)对步骤(3)中的土壤分别加入10ml的3-6-2菌液和无菌培养液，对深层土壤(20-30cm)进行钝化；(5)三周后，再对步骤(4)中钝化后的深层土壤用火焰原子吸收法测定土壤中pb、cd、cu、zn含量，数据结果见表3。表3上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12