[发明专利]一种利用微生物与电动修复结合去除土壤中砷的方法

说明书

技术领域

本发明属于土壤电动修复技术领域，具体涉及一种利用微生物与电动修复结合去除土壤中砷的新方法。

背景技术

土壤是人类生产和生活中重要的自然资源，人类的衣食住行都离不开土壤。随着冶金、化工、矿业、电子业以及铸造业的快速发展，土壤重金属污染问题日趋严重。土壤重金属污染致使人类生存环境质量恶化，导致各类污染事件频发，严重危害生态系统的良性循环和人类的生存健康，土壤重金属修复成为当今社会关注的热点。砷作为最具代表的有毒物而且难处理，在人类的历史上，比其它任何有毒元素或有毒化合物的影响更多。千百年来，人类的工作和生活中伴随着这种神秘的元素，有数万人因此死亡，数百万人因它而患绝症。因此，需要有一种高效、环保的技术使砷得到最大程度的富集或去除。目前，去除砷的方法有化学浸出、电动修复、生物浸出等。由于化学浸出易造成二次污染，电动修复不产生二次污染，但是对一些化合物形态（比如有机态和残渣态）溶解度低，生物浸出后的含砷溶液的迁移率低（特别是在致密的、低渗透的土壤中）都达不到理想的处理效果。

发明内容

本发明是针对目前低渗透的致密土壤中砷去除率低的问题，在微生物和电动技术的联合作用下提高砷在低渗透的致密土壤中富集率或去除率的目的。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用微生物与电动修复结合去除土壤中砷的方法，该方法是在采用电动修复方法进行土壤中砷污染治理的过程中，将嗜酸硫杆菌引入正在电动修复的土壤中，由于微生物与砷的作用和电动修复过程中静电力的协同作用，使土壤中难于单独采用电动修复方法去除的砷得到有效去除。

如上所述的方法，优选地，所述方法包括如下步骤：

1）微生物培养：嗜酸硫杆菌在pH为1.5～3的9K液体培养基中预先培养；菌浓度达10⁸～10⁹个/ml备用；

2）对土壤进行电动修复，在电动修复区域距土壤表面30～50cm深处铺设防渗层，在土壤表面间隔0.2～0.3m距离设置宽0.03～0.05米，深0.2～0.5米，长0.3～1米的槽作为电极槽，相邻两个槽内分别插入阴阳两级电极，阳极槽中加入0.005～0.05M HNO₃溶液使阳极槽中的pH为1.5～2.5，阴极槽中加入0.01～0.5M HNO₃溶液使阴极槽内pH为0.3～2，电动修复的电流密度在0.5～2mA/cm²，通电20～30天；通电过程中保持阴、阳两极槽中的pH值和溶液量稳定；

3）在上述通电的第5～10天和第15～20天，在阳极槽内接种嗜酸硫杆菌，每次投加0.3～0.7L菌液，接种菌液浓度为10⁸～10⁹个/ml，调整pH值到初始值；土壤中的砷在嗜酸硫杆菌和电动力的作用下，从土壤中分离，迁移到阴极，在阴极液中回收。

如上所述的方法，优选地，所述嗜酸硫杆菌为嗜酸氧化硫硫杆菌和/或嗜酸氧化亚铁硫杆菌。

如上所述的方法，优选地，所述土壤中砷含量为100～200mg/kg，土壤的渗透性在200～600mm/h之间。

如上所述的方法，优选地，该方法包括如下步骤：

1）微生物培养：嗜酸氧化亚铁硫杆菌在pH为1.5～3的9K液体培养基中培养；菌浓度达10⁸～10⁹个/ml时备用；

2）对土壤进行电动修复，在电动修复区域距土壤表面30～50cm深处铺设防渗层，在土壤表面间隔0.2～0.3m距离设置宽0.03～0.05米，深0.2～0.5米，长0.3～1米的槽作为电极槽，相邻两个槽内分别插入阴阳两级电极，阳极槽中加入0.05M HNO₃溶液使阳极槽中pH为1.5～2.5，阴极槽中加入0.2M HNO₃溶液使阴极槽中pH为0.3～2，电动修复的电流密度在1mA/cm²，通电25天；通电过程中保持阴、阳两极槽中的pH值和溶液量稳定；

3）在上述通电的第5天和第15天，在阳极槽中接种嗜酸氧化亚铁硫杆菌，每次投加0.3～0.7L菌液，接种菌液浓度为10⁸～10⁹个/ml；土壤中的砷在嗜酸氧化亚铁硫杆菌和电动力的作用下，从土壤中分离，迁移到阴极，在阴极液中回收。