[发明专利]一种以铁磁性人造结核来处理受重金属污染的现地土壤化学复育法

说明书

技术领域

本发明提供一种以铁磁性人造结核来处理受重金属污染的现地土壤化学复育法。本发明中的铁磁性结核由铁磁性材料，如铁粉、磁铁矿、或磁赤铁矿等铁磁性材料，与吸附重金属材料，如二氧化锰、沸石、或蛭石，混合后加压制成人工结核。铁磁性人造结核施用到污染场址并与受污染土壤混匀，待重金属从受污染土壤扩散到铁磁性人工结核并达到饱和后，以具磁铁的设备把吸附重金属的铁磁性人工结合自土壤中移出，以此达到土壤复育的目的。

背景技术

土壤为地球陆地表面由岩石风化而来的矿物成分，和动植物残体或代谢物分解产生的 有机物质所组成，具肥力能供生物生长的疏松介质。因为组成粒子微小，赋予土壤拥有极 佳的物理和化学性的吸附能力，再加上土壤微生物的分解作用，使得土壤对污染物有极大 的缓卫能力。因此，土壤污染问题不同于空气和水污染那么直接而强烈，而容易被人们所 忽略。不过，土壤一旦受污染，其物理和化学性的吸附能力，反倒成为自土壤中移除污染 物的障碍，使得受污染土壤复育工作的难度，远高于空气污染和水污染。

许多因为土地利用规划不当，农田与工厂混处，工厂废水借道灌溉沟渠排放的情形屡见不鲜，导致部份农地遭受镉、铬、铅等重金属污染。众所周知的受重金属污染土壤的现地处理方法有土壤翻转法、污染物稳定化法和植物复育法等。遂将以上三种方法分述如下：

土壤翻转法为在不污染地下水的条件下，利用深耕方式将污染物从土壤表层移至土壤较底层，降低作物根部接触和吸收重金属污染物的机会。如果受污染土壤的重金属浓度不高，土壤翻转法从技术面、整治成本和时效性等方面来看，都是整治受重金属污染土壤的整治法。不过，土壤翻转法只是利用稀释方式降低现地污染物浓度，没有真正把污染物从受污染场址中移除。因此，经土壤翻转法整治过的污染场址，重金属污染物对人体或生物体造成伤害的隐患并未真正消失。

污染物稳定化法为本法的主要原理是添加如沸石、堆肥、氧化锰和氧化铁等具有高比表面积而吸附量大的物质，或是添加如石灰、高磷肥、磷酸氢钙和碳酸钙等碱性物质，借由吸附或提高土壤酸硷值的方式，降低土壤中重金属污染物的生物有效性，以避免重金属为作物吸收而蓄积在作物体内。除了整治成本可能高于土壤翻转法之外，利用稳定化法整治受重金属污染土壤，在技术可行性和时效性上都是可以接受的。不过，稳定化法和土壤翻转法都存在一个共通的缺点一污染物没有从污染场指中移除，虽说经处理后的重金属分析结果，其浓度可能低于相关法规的标准，但毕竟污染场址的重金属含量并没有减少，这可能无法完全消除民众的安全疑虑。

植物复育法一系利用植物（一般为高等维管束植物）清除包括重金属等污染物质。其原理是假设当植物从土壤或地下水吸收养分和水分，同时可以将重金属污染物摄入植物体内，借此降低污染场址的重金属含量。从学理的角度而言，植物复育法是相当诱人的土壤复育法。首先，和土壤翻转法和稳定化法的最大不同，就是植物复育法是真正把重金属污染物从污染场址移除的现地污染整治法。虽然，利用植物复育法整治重金属污染场址需耗时数年以上，但学理上的低整治成本和整治成效，植物复育法还是吸引不少专家学者的注意。不过，从实务角度来看，影响植物复育法整治成效的变因很多，较重要者如污染物的种类和浓度、污染场址的气候特性、污染场址的土壤质地和肥力、种植的植物种类和数量等。加上植物复育法的低整治成本，是建立在复育植物种植后就可以放任不管的假设上。但在实务上，除非复育植物恰好是适合当地土壤和气候的优势物种，否则在放任不管，复育植物生长不理想的情况下，其所能发挥的重金属移除能力势必大打折扣。要复育植物生长状况良好以发挥预期功能，少不了某种程度的种植管理。很不幸的，这将会大幅增加植物复育法的整治成本。因此，植物复育法的整治成效存在很高的不确定性。换句话说，某一个重金属污染场址，选择植物复育法而投入数年时间和巨额整治成本之后，整治成效不彰的风险是存在的。

总而言之，众所周知的三种受重金属污染土壤的现地复育法都有其缺点存在。土壤翻转法和稳定化法在实施技术面、整治成本和时效性等方面的评价是肯定的。不过，未能将重金属污染物从污染场址中移除，常常无法消除社会大众对重金属毒害疑虑。而植物复育法虽可自污染场址移除重金属污染物，但整治需费时数年，且由于影响植物复育法的变因众多，实际整治成效可能远不如预期。

发明内容

本发明提供一种以铁磁性人造结核来处理受重金属污染的现地土壤化学复育法。

衍生利用铁磁性人造结核，对受重金属污染土壤进行现地复育的概念的来源有二种：