[发明专利]一种砷土壤污染的原位修复方法

说明书

技术领域

本发明属于土壤重金属污染修复领域，具体的说是一种砷土壤污染的原位修复方法。

背景技术

砷（As）是自然界中广泛存在的有毒重金属元素，由于自然和人为原因造成的砷污染是一个全球性的环境问题。土壤对砷具有较强的固持能力，很容易形成砷污染和富集，据调查，我国许多城市和工矿区土壤都受到不同程度的砷污染，对生态环境、食品安全和人类健康造成严重了的威胁。砷在土壤中主要以As（III）、As（V）形式存在，As（V）主要存在于氧化性土壤中；而As（III）更多存在于还原性土壤中且较As（V）具有更强的迁移性。目前砷污染土壤的修复主要有工程措施、物理化学修复、植物修复等。这些方法各有优缺点，其中原位微生物修复被认为是极具潜力的一种修复方法。土壤环境中有各种各样的微生物，通过创造有利的条件、刺激这些微生物的活性，可以改变砷在土壤中的赋存形态和迁移性，使砷污染土壤得到修复。以往的原位修复方法多集中于考虑降低砷迁移性，将砷固定在土壤固相。然而被固定的砷往往在环境氧化还原条件发生波动时容易被重新释放出来，会对农作物和地下水造成潜在的（长期的）污染和威胁。

发明内容

本发明目的在于提供一种砷土壤污染的原位修复方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种砷土壤污染的原位修复方法，向待处理的砷污染土壤中加入液体培养基，使待处理的砷污染于还原环境，刺激土壤微生物生长，将砷从土壤固相分配至土壤液相中，并随后迁移至耕作层以下并被固定在深层土壤中，从而实现砷污染土壤的修复。

以0.2-0.5cm·h^-1的流速向待处理的砷污染土壤中淋加液体培养基，使待处理的砷污染于还原环境，刺激土壤微生物生长，将砷从土壤固相分配至土壤液相中，并随后迁移至耕作层以下并被固定在深层土壤中，从而实现砷污染土壤的修复。

所述液体培养基按质量百分比计，2-10%的有机质、0.01-1%的酵母浸粉、0.2-10%的无机盐，余量为水，pH值为6-8。

所述有机质可为葡萄糖、乳酸盐、有机肥、禽畜粪肥、农作物桔梗、农副产品、工农业生产过程中的有机废料中的一种或几种的混合。

无机盐为1-3mM的KH₂PO₄，2-6mM的NH₄Cl，5-10mM KCl，0.5-2mM的CaCl₂，10-30mM的NaCl，2-5mM的MgCl₂和5-15mM的Na₂SO₄^2-。

将液体培养基以0.2-0.5cm·h^-1的流速连续施加于待处理的砷污染土壤中，淹没土壤使土壤水分饱和，使其氧气含量很逐渐变小至趋向于0，进而将砷在培养基中向土壤深层迁移。

本发明所具有的优点：本发明通过为砷污染土壤创造还原条件并向其中添加营养源和无机盐等物质刺激土著微生物的活性，从而改变土壤中砷和相关矿物的形态，提高砷的迁移性，将砷从土壤耕作层中迁移至深层土壤并被固定。由于深层土壤受扰动较小，被固定于此处的砷更稳定，不易造成二次污染。本发明发明操作简单，成本低廉且与传统方法相比，更加安全可靠。

附图说明

图1为本发明实施例提供的实验条件下表层（0-20cm处）和深层（20-40cm处）液相砷浓度随时间变化曲线图。

图2为本发明实施例提供的修复后固相砷各提取态含量随土壤深度分布曲线图。

具体实施方法

下面通过实施实例对本发明做进一步详细介绍，以下实例只是用于说明而非限制本发明。

实施例1

在实验室条件下通过柱实验模拟培养基添加对表层土壤砷的迁移情况：

分层采集沈阳张士0-20，20-40cm耕地土壤，其中砷背景值约为10mg·Kg^-1。通过向表层0-20cm人工添加Na₃AsO₄·7H₂O得到含砷约45mg·Kg^-1的砷污染表层土壤（以下称为原土0-20）。