[发明专利]乙酸或乙酸与硫酸铵在去除垃圾堆肥中重金属的应用

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及垃圾堆肥的合理、安全使用方法。更具体的 说是硫酸铵与乙酸联合淋洗去除垃圾堆肥中重金属的方法。

背景技术

目前，国际通行的垃圾处理方法有三种：卫生填埋、堆肥和焚烧。其中，垃圾焚 烧发电已经成为发达国家较为普遍的垃圾资源化处理方式。但是垃圾焚烧发电需要三 个条件，首先是垃圾热值要达到每公斤4200千焦耳以上，才能烧得着，其次是垃圾产 生量每天要达到600吨以上，因为低于600吨，垃圾焚烧不能发电，不能稳定产电， 再次，垃圾发电一次性投资比较大，因此只有在相对富裕的地方才具有可行性，存在 较大的局限性。由于我国的城市垃圾含热值过低，加之经济发展条件的制约，垃圾焚 烧发电在目前条件下基本上行不通。因此，填埋成为我国城市垃圾目前的主要处理方 式。例如在北京，城市垃圾填埋处理比重占到处理总量的90％，在全国，这一数字为 82％。但是，填埋带来的危害也极大，目前的垃圾填埋，往往把大量剧毒、有害物质 与生活垃圾一起埋到土壤中，集中了多种有害成分。这些垃圾会产生大量的甲烷和氨 气，不仅污染环境，而且极易发生爆炸。不仅如此，垃圾填埋还蚕食掉大量耕地，并 且严重威胁地下水，造成二次污染。

重金属元素对土壤的污染及其对农业生态的危害是当前研究土壤化学和农业环境 污染的热点之一。目前，我国农业用地的重金属污染现状已不容乐观。我国农业生态 正面临着严峻的形势，特别是一些大中城市如合肥近郊区的农业污染非常严重，造成 农牧产品质量下降。土壤重金属污染已成为我国农业国际贸易和社会可持续发展的主 要障碍之。当土壤中重金属含量超过其环境容量时，一则对土壤中的微生物起抑制毒 害作用，使土壤生产力降低二则其直接作用于植物，使植物的生长、发育、繁殖受到 影响，产量降低，产品质量下降再则重金属可通过吸收富集于植物体内，通过食物链 迁移到动物、人体内，严重威胁到动物、人类的生存健康，如年代发生在日本富山县 的骨痛病就是当地居民食用含锅废水污染了的土壤所生产出的福米所致。重金属元素 不仅以单一元素污染土壤，同时多种重金属在土壤中共存时，它们之间还存在协同、 拮抗作用，而且随着污水灌溉，农药、化肥、污泥的大量施用，进一步加剧了土壤的 复合污染。

随着现代工业的发展，通过各种途径进入土壤环境中的重金属不断增加重金属是 一种不容易通过化学或物理方法除去的环境污染物，因此，必须通过吸附、离子交换 和沉淀等将它转化为固定形态或良性形态。土壤中的重金属可以通过淋溶作用进入水 体，也可以通过种植等农业活动进入作物，导致农业土壤受重金属的污染。重金属进 入土壤后，首先和必然发生的过程是吸附和解吸，而吸附和解吸是控制土壤重金属活 性的重要物理化学过程之一。有资料表明，重金属污染土壤的治理与修复。首先要研 究土壤重金属活动性，它与其在土壤界面中的吸附解吸影响，尤其是重金属进入土壤 之后的吸附解吸行为是主要作用机理。重金属在土壤上的吸附解吸作用是影响其在环 境中的浓度、迁移、转化、生物可利用性及毒性的重要过程。吸附和淋溶是影响重金 属在土壤——水体系中的运动以及最终归宿的两个重要因素。如果重金属能强烈的被 吸附，则它们就容易滞留在土壤的表面反之就容易被淋溶出来造成水体污染。通过对 吸附与淋溶的研究可以清楚的了解重金属在土壤中的存在状况。

淋洗法是修复污染土壤的一种很有效的方法，是对污染土壤生物修复的一种补充， 使污染土壤修复的系统化成为可能。淋洗法就是使用淋洗剂来清洗土壤，使土壤中污 染物随淋洗液流出，然后对淋洗液及土壤进行后续处，从而达到修复污染土壤的目的。 无机淋洗剂：酸、碱、盐等无机化合物相对其它淋洗剂具有成本较低，效果好，作用 速度快等优点。其作用机制主要是通过，酸解、络合或离子交换作用来破坏土壤表面 官能团与重金属形成的络合物，从而将重金属交换解吸下来，进而从土壤溶液中溶出。 Tampouris等通过土柱实验，研究了以HCl+CaCl₂溶液作为淋洗剂去除污染土壤中的重 金属。结果表明，该淋洗剂Pb的去除率为94％，对Zn的去除率为78％，对Cd的去除 率为70％，证明HCl和CaCl₂溶液配合使用对修复重金属污染土壤是非常有效的。