[发明专利]一种采用共生淋洗修复镉污染土壤的方法

说明书

本发明属于土壤修复的技术领域，提供了一种采用共生淋洗修复镉污染土壤的方法。该方法将高镉污染的土壤与水、锌盐混合粉碎、研磨，制得微细的土壤泥浆，然后在滤网上静置、压滤，使得镉离子随锌盐分离，然后加入碱液进行过滤分离，锌盐随滤液重复利用，达到土壤除镉的目的。与传统方法相比，本发明修复镉污染土壤的方法，利用镉与锌共生的特性，可高效快速去除镉污染土壤中的镉，无二次污染，土壤修复效率高，修复效果显著，同时对土壤结构和土壤肥力无影响，可重复利用，并且整个过程简单，原料易得，耗费较低，适合规模化推广应用。

技术领域

本发明属于土壤修复的技术领域，提供了一种采用共生淋洗修复镉污染土壤的方法。

背景技术

随着人口快速增长，工业农业生产规模不断扩大，土壤重金属污染的形势越来越严峻，已成为全球面临的一个严重的环境问题。重金属污染不仅导致土壤物理、化学和生物学性质发生改变，降低农作物的产量和质量，并且能够通过食物链到达人体，直接危害人体健康。其中，镉由于分布范围广而且其生物毒性高，并易被作物积累等，导致它的污染尤为严重。因此，研究治理土壤镉污染的各种修复技术，对农业发展和粮食安全问题具有重要意义。

镉是生物毒性最强的重金属元素，在环境中的化学活性强，移动性大，毒性持久，容易通过食物链的富集作用危及人类健康，对人体具有三致（致病、致癌、致突变）作用，能诱发肾衰变、关节炎、癌症等病，土壤中的镉极易通过农作物途径进入人体造成毒害。土壤中镉的来源包括矿物自然风化和人类活动两方面，最主要的来源是人类工农业生产活动，在重工、化工、纺织业迅速发展的地区、城市郊区、高速公路两侧和污灌区最为严重。镉污染土壤的途径主要有大气沉降、工业废渣堆积、农田污灌、城市垃圾和污泥的农业化利用及化肥农药和农膜的大量使用等。

近年来，对重金属镉污染土地的修复技术可概括为工程技术和生物技术。工程技术是用物理或物理化学的原理来治理重金属污染土壤；生物技术是指利用生物的某些特性来适应、抑制和改良重金属污染土壤的技术方法。其中生物技术具有效果显著、无二次污染等优点，但技术要求高，未得到广泛应用，目前重金属镉污染土方的修复技术依然以工程技术为主。工程技术主要有换土法、淋洗法、电解法和改良法等方法：换土法能使耕作层土壤中重金属的浓度降至临界浓度以下，但此法实施操作起来工程量大，时间长，耗费高；电解法是将土壤中的重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下在电极被移走，但存在具有水流慢、金属离子电迁移速度小等缺点；改良法是向污染土壤投加改良剂达到降低重金属的生物有效性的目的修复方法，存在技术难度大，无法重复利用的缺陷。相较而言，淋洗法是比较常用的一种修复技术，主要是用淋洗液来淋洗污染土壤，使吸附固定在土壤颗粒上的重金属形成溶解性的离子或金属一试剂络合物，然后收集淋洗液回收重金属并循环利用淋洗液的一种修复技术方法，此法的关键是试剂的选择，针对镉污染，通常使用碱性石灰，形成镉沉淀来固定镉，但此法对土壤结构造成破坏，同时无法避免镉的重复污染，因此需要一种高效而安全的淋洗修复试剂。

目前国内外在重金属污染土壤修复技术，尤其是淋洗法修复镉污染土壤方面已取得了一定成效。其中覃朝科等人发明了一种修复重金属镉污染农田土壤的方法（中国发明专利申请号201510945995.3），此发明是采用化学淋洗的方式将污染土壤中的镉转移去除，在化学淋洗时所采用的淋洗剂为氯化铁和氯化铵的混合水溶液，其中，氯化铁的质量浓度为0.8~2.0%，氯化铵的质量浓度为0.5~1.5%。另外，张柏林等人发明了一种镉污染土壤修复的方法（中国发明专利申请号201710006387.5），包括以下步骤：(1)异位移出：将污染地块的土壤挖出，通过破碎机处理成土壤颗粒；(2)淋洗：配置3％的稀醋酸溶液；按一定比例将配置好的醋酸溶液对步骤(1)中的土壤颗粒进行循环淋洗；再用清水对土壤颗粒进行淋洗；(3)调理：按一定比例在淋洗后的土壤中加入钢渣粉末，混合搅拌，即得到修复后的土壤。

可见，现有技术中的重金属镉污染土壤修复技术存在工程量较大，实施繁复、治理费用高和易引起土壤肥力减弱等缺点，而传统的采用碱性石灰或其他试剂淋洗镉的方法，不仅会破坏土壤结构，而且镉离子易重回土壤，处理难度大，存在修复效果差且无法重复利用等缺陷。