[发明专利]一种重金属污染土壤修复方法

说明书

本发明涉及一种重金属污染土壤修复方法，所述方法包括将改性生物质炭与土壤混合，进行老化，随加入蚯蚓进行孵育。所述方法利用蚯蚓的生理特征和生活习性结合改性生物质炭对重金属的固定效果，能够对重金属污染尤其是砷污染土壤进行低成本高效修复，降低土壤中有效砷含量，改性生物质炭添加量仅为0.3％时，处理60天，土壤有效砷的钝化效率为76.34％，且改性生物质炭有利于蚯蚓对砷的富集，富集量为18.94mg/kg，修复改善后的土壤中植物对砷的富集显著下降，其降幅达57.54％。

技术领域

本发明属于重金属土壤修复技术领域，涉及一种重金属污染土壤修复方法。

背景技术

近年来，由于工矿业活动的三废排放、污水灌溉、污泥农用及含重金属畜禽粪便生产的有机肥过量施用等，土壤中重金属不断累积甚至超标，其中，砷(As)作为一种具有致癌作用且毒性极强的类金属，污染问题尤为突出。土壤中的As可以通过植物根系吸收并在作物体内富集，最终随着食物链进入人体，不仅对民众的健康安全构成威胁，同时也制约着耕地的可持续利用。因此，实施As污染土壤的修复，是一项保增长及促民生的紧迫任务。

近年来，原位钝化修复作为As污染土壤修复的重要手段之一，由于其见效快、成本低及可操作性强等特点，在多方面具有不可比拟的优势而被广泛关注。生物炭是一种环境功能性钝化材料，对土壤重金属污染钝化修复具有良好应用前景。已有大量的研究表明，生物炭的施用可显著降低土壤重金属活性，降低作物对重金属的吸收。然而，生物炭对重金属阳离子具有较好的吸附能力，而对一些以酸根离子形态存在的重金属(如As、Sb等)的固定钝化效果较差。近年来，对生物炭进行表面改性以及有效负载金属及金属氧化物，如锰、氧化铁等，可大幅提高生物炭对砷的吸附及固定能力。

CN105944668A公开了一种治理砷污染的改性生物质炭，该改性生物质炭的制备方法包括如下步骤：(1)将生物质原料炭化，得到生物质炭；(2)将生物质炭与盐酸溶液反应，固液分离，得到固体物质，将固体物质洗涤至pH值为中性后干燥，得到预处理后的生物质炭；(3)将预处理后的生物质炭与FeCl₃溶液在溶液pH值为中性的条件下反应，反应后固液分离，得到泥饼；(4)将泥饼干燥后洗涤至pH值为中性，固液分离，所得固体再进行第二次干燥，得到所述改性生物质炭。该改性生物质炭比表面积大，铁含量高，制备方法简单，易操作，可应用于含砷废液的处理，也可用于农田土壤砷的钝化，保障食品安全。但是改性生物质炭的成本相对较高。

蚯蚓作为土壤中生物量最大的典型无脊椎动物，其对土壤重金属污染的强耐受力已被诸多研究证实。CN105268730A公开了一种利用蚯蚓修复重金属污染土壤的方法，该方法在重金属污染土壤中培养蚯蚓，利用蚯蚓富集重金属，再将蚯蚓与土壤分离，即实现土壤修复，但是单纯的在污染土壤中添加蚯蚓，修复效果相对较差。

综上所述，提供一种低成本且修复效果优异的修复方法，对于重金属污染土壤修复领域具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足和实际需求，本发明提供一种重金属污染土壤修复方法，所述方法采用蚯蚓耦合改性生物质炭进行修复，对土壤砷的钝化效果好，钝化效率高、可操作性强，能够应用于修复砷污染场地和砷污染农田。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种重金属污染土壤修复方法，所述方法包括：

将改性生物质炭与土壤混合，进行老化，随后加入蚯蚓进行孵育。

本发明的重金属污染土壤修复方法中，利用蚯蚓的生理特征和生活习性结合改性生物质炭对重金属的固定效果，二者相互协同，蚯蚓强化提升了改性生物质炭对重金属砷的钝化能力，与此同时，改性生物质炭的施用可显著增强蚯蚓对重金属砷的富集能力，将蚯蚓/铈锰改性麦秆炭联合作用可对重金属污染尤其是砷污染土壤实现高效钝化修复。