一种原位治理污染土壤中重金属的方法与流程

本发明涉及土壤治理，尤其涉及一种原位治理污染土壤中重金属的方法。

背景技术：

1、就目前而言，固体废物处理中让人最难处理的就是油污土壤，因其成分多样、含油量高、重质油比例大等原因被列为高度危险污染物，目前土壤和地下水污染威胁着人民的健康和财产安全。

2、近年来，土壤污染受到人们极大的关注，由于石油密度小，乳化能力较低，粘着力强，导致土壤板结、龟裂现象严重，从而使土壤通透性大幅度降低，空气流通受到制约，土壤微生物活性及新陈代谢受阻，导致植物大面积死亡，同时土壤重金属污染严重。

3、土壤重金属污染是指土壤中重金属明显高于原生含量，重金属是指比重等于或大于5.0的金属，如fe、mn、zn、cd、hg、ni、co等。由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象，重金属土壤必须进行治理和修复。

4、重金属给土壤产生的危害是非常严重的，特别是影响植物根和叶的发育，同时会在人体中蓄积，破坏人体神经系统、免疫系统、骨骼系统等。而重金属又无法被一般微生物降解，长期存在于土壤中，浓度多成垂直递减分布，还会与土壤中的配位体作用，生成络合物或螯合物，导致重金属在土壤中有更大的溶解度和迁移活性。

5、现有技术的物理与化学修复方法虽然见效快，但是会带来多重的二次污染，对环境扰动大。近年来国家大力提倡土壤治理技术，目前如何制备一种适合深度处理油污土壤中重金属的治理技术，具有极好的研究前景。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种原位治理污染土壤中重金属的方法。

2、一种原位治理污染土壤中重金属的方法，包括如下步骤：

3、s1、将待治理土壤隔离呈治理模块，其中治理模块大小为1.5-2×2.5-3m的长方形状，清除土壤表层杂物，向土壤中施加腐熟粪肥，充分浇水灌溉，保持土壤湿润，静置2-4天，施加水溶土壤修复剂后进行翻松，翻松深度为20-30cm，静置5-15天，得到预处理土壤；

4、其中所用水溶土壤修复剂采用农作物秸秆与枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、麦芽低聚糖经间歇好氧环境发酵后，再与凝结芽孢杆菌、褐腐菌混合得到；

5、s2、在预处理土壤表层均匀喷撒重金属修复剂，将土壤翻松，翻松深度为8-10cm，喷灌后使用薄膜覆盖，保持土壤湿度为15-25%，静置2-6天；

6、其中所用重金属修复剂采用氧化石墨烯与表面活性剂、氯化铁分散，再与草酸钠混合进行水热处理后，加入树枝状大分子反应得到。

7、优选地，s1中，腐熟粪肥施用量为100-300g/亩。

8、优选地，s1中，水溶土壤修复剂施用量为1600-3000g/亩。

9、优选地，s1中，水溶土壤修复剂采用如下具体操作制得：向农作物秸秆中加入麦芽低聚糖和枯草芽孢杆菌菌液、解淀粉芽孢杆菌菌液，调节湿度为60-70%，间歇好氧环境发酵2-6天，加入凝结芽孢杆菌菌液、褐腐菌菌液搅拌均匀。

10、优选地，枯草芽孢杆菌菌液的活菌浓度为2-3×1010cfu/ml，解淀粉芽孢杆菌菌液的活菌浓度为1.5-2.5×1010cfu/ml，凝结芽孢杆菌菌液的活菌浓度为1.0-1.5×1010cfu/ml，褐腐菌菌液的活菌浓度为2.5-3.5×1010cfu/ml。

11、优选地，农作物秸秆、麦芽低聚糖、枯草芽孢杆菌菌液、解淀粉芽孢杆菌菌液、凝结芽孢杆菌菌液、褐腐菌菌液的质量比为10-30：1-2：1-3：1-2：1-1.2：0.8-1.5。

12、优选地，间歇好氧环境为每连续通气10-14h后，停止通气密封10-14h。

13、优选地，s2中，重金属修复剂喷撒量与土壤的体积比为1：600-1000。

14、优选地，s2中，所用重金属修复剂采用如下具体操作制得：将氧化石墨烯、表面活性剂加入至乙醇中搅拌1-2h，加入五水合氯化铁超声处理5-15min，加入草酸钠继续超声处理10-20min，200-240℃水热处理10-20h，降至室温，加入树枝状大分子搅拌均匀，升温至100-115℃搅拌1-2h，过滤，洗涤，干燥。

15、优选地，超声频率为10-18khz，超声功率为100-300w。

16、优选地，s2中，表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱，树枝状大分子为端氨基聚酰胺胺。

17、优选地，氧化石墨烯、椰油酰胺丙基甜菜碱、五水合氯化铁、草酸钠、端氨基聚酰胺胺的质量比为2-4：1-2：1-2：4-8：1-3。

18、有益效果

19、本发明通过向待治理土壤中施加腐熟粪肥后配合水溶土壤修复剂，可大大改善土壤肥力，更适合降解菌大量生长繁殖，在微生物等活性物质作用下，对原油、石油烃的降解效率高，经改良后土壤更利于后续重金属修复剂的作用效果。

20、本发明采用农作物秸秆为载体，先与枯草芽孢杆菌菌液、解淀粉芽孢杆菌菌液进行发酵，发酵产生枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质可对内源性感染致病菌具有明显的抑制作用，能与之前施加的腐熟粪肥复配，可有效改良土壤结构；进一步配合凝结芽孢杆菌、褐腐菌，可对待治理土壤中原油、石油烃等进行快速降解，更利于后续工艺的稳定进行。

21、本发明通过先改良油污土壤结构后，使其更利于其中重金属污染物的治理，不仅能够有效稳定土壤中的重金属，使土壤重金属含量达到浸出标准并快速去除，同时治理工艺简单，易实现大规模生产，适合大面积推广应用。

22、而本发明将四氧化三铁沉积在氧化石墨烯片层结构中，不仅大大增加了氧化石墨烯比表面积，增加吸附位点，端氨基聚酰胺胺充分分散在氧化石墨烯片层结构中，进一步与片层上的羧基结合，有效阻止片层滑移，大大增强重金属修复剂的结构稳定性，使产物不仅具有极好的吸附强度，而且氧化石墨烯片层结构配合其上结合的大分子树枝化结构，可充分对重金属离子pb、cr、cu固化，使其与周边环境不发生自然状态交换与扩散，同时固化稳定性极高，从而实现“无害化”处置。同时，通过调节氧化石墨烯、五水合氯化铁、草酸钠与端氨基聚酰胺胺的配比，可有效调控活性基团及吸附活性，进而实现对重金属离子的选择吸附性，可快速分离回收，极大增加对污染物吸收的便捷性，具有极好的应用前景。

技术特征：

1.一种原位治理污染土壤中重金属的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述原位治理污染土壤中重金属的方法，其特征在于，s1中，腐熟粪肥施用量为100-300g/亩。

3.根据权利要求1所述原位治理污染土壤中重金属的方法，其特征在于，s1中，水溶土壤修复剂施用量为1600-3000g/亩。

4.根据权利要求1所述原位治理污染土壤中重金属的方法，其特征在于，s1中，水溶土壤修复剂采用如下具体操作制得：向农作物秸秆中加入麦芽低聚糖和枯草芽孢杆菌菌液、解淀粉芽孢杆菌菌液，调节湿度为60-70%，间歇好氧环境发酵2-6天，加入凝结芽孢杆菌菌液、褐腐菌菌液搅拌均匀。

5.根据权利要求4所述原位治理污染土壤中重金属的方法，其特征在于，枯草芽孢杆菌菌液的活菌浓度为2-3×1010cfu/ml，解淀粉芽孢杆菌菌液的活菌浓度为1.5-2.5×1010cfu/ml，凝结芽孢杆菌菌液的活菌浓度为1.0-1.5×1010cfu/ml，褐腐菌菌液的活菌浓度为2.5-3.5×1010cfu/ml。

6.根据权利要求4或5所述原位治理污染土壤中重金属的方法，其特征在于，农作物秸秆、麦芽低聚糖、枯草芽孢杆菌菌液、解淀粉芽孢杆菌菌液、凝结芽孢杆菌菌液、褐腐菌菌液的质量比为10-30：1-2：1-3：1-2：1-1.2：0.8-1.5。

7.根据权利要求4所述原位治理污染土壤中重金属的方法，其特征在于，间歇好氧环境为每连续通气10-14h后，停止通气密封10-14h。

8.根据权利要求1所述原位治理污染土壤中重金属的方法，其特征在于，s2中，重金属修复剂喷撒量与土壤的体积比为1：600-1000。

9.根据权利要求1所述原位治理污染土壤中重金属的方法，其特征在于，s2中，表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱，树枝状大分子为端氨基聚酰胺胺。

10.根据权利要求1所述原位治理污染土壤中重金属的方法，其特征在于，s2中，所用重金属修复剂采用如下具体操作制得：将氧化石墨烯、表面活性剂加入至乙醇中搅拌1-2h，加入五水合氯化铁超声处理5-15min，加入草酸钠继续超声处理10-20min，200-240℃水热处理10-20h，降至室温，加入树枝状大分子搅拌均匀，升温至100-115℃搅拌1-2h，过滤，洗涤，干燥。

技术总结
本发明公开了一种原位治理污染土壤中重金属的方法，包括如下步骤：将待治理土壤隔离呈治理模块，其中治理模块大小为1.5‑2×2.5‑3m的长方形状，清除土壤表层杂物，向土壤中施加腐熟粪肥，充分浇水灌溉，保持土壤湿润，静置2‑4天，施加水溶土壤修复剂，静置5‑15天，得到预处理土壤；在预处理土壤表层均匀喷撒重金属修复剂，将土壤翻松，喷灌后使用薄膜覆盖，保持土壤湿度为15‑25%，静置2‑6天。本发明能够经济有效的对重金属污染油污土壤进行原位治理，治理效果长效，且经济成本低，适用范围广，同时无需大面积开挖，极大地减少了施工过程中二次污染和风险扩散的问题，操作过程容易控制。

技术研发人员：单松,李如冰,单天昊,国朝治
受保护的技术使用者：河北雄安红鲤鱼环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22