[发明专利]一种修复铅污染土壤的生物电化学方法

说明书

本发明公开了一种修复铅污染土壤的生物电化学方法，在相邻两层铅污染土壤层之间加入混合土壤层进行分隔，在处理的铅污染土壤层中插入若干个生物驯化的碳刷，将生物驯化的碳刷并联作为阳极；在铅污染土壤层上放置石墨毡‑活性炭复合材料作为阴极；将阳极和阴极使用恒定电阻形成闭合回路，在恒定电阻两端并联电压监测器；每天向反应器中加入营养液，直至预处理的铅污染土壤层达到水饱和状态，完成铅污染土壤的修复。本发明的修复铅污染土壤的生物电化学方法，不会对原有的土壤环境造成二次污染或破坏损害，工程量小、治理费用低、治理效率高等特点，经过本发明的方法处理后，上层土壤浸出毒性为0.14～0.11mg/L。

技术领域

本发明涉及污染土壤的修复技术领域，尤其涉及一种修复铅污染土壤的 生物电化学方法。

背景技术

随着经济的飞速发展，环境污染的问题日益严重，土壤重金属污染的治 理方法仍不完善，其中土壤铅污染的形势显得尤为严峻，是当前急需解决的 重要环境污染问题之一。据有关资料统计显示，铅一般用于制造蓄电池，以 烷基铅形式加入汽油作为防爆剂，用于建筑材料，用于电缆外防护层，用于 制造弹药，剩下用于其他用途。仅有少量的铅被回收再利用，其余大部分以 废气、废水、废渣等各种形式排放于环境中，造成大面积的大气、水体、土 壤等环境铅污染。长期摄入铅严重污染的稻米、蔬菜、水果，饮用含铅量超 标的水，都会出现慢性中毒的症状，对居民的身体健康造成了巨大的危害。 如何改善我国现阶段的土壤环境状态，减少甚至消除土壤污染，为人类健康 的发展带来更大的保障，是当前土壤研究工作者的一项紧迫任务。

目前土壤重金属污染治理方法大致有物理工程措施、生物措施、改良措 施、农业措施四种。其中，用工程措施来治理重金属污染土壤存在工程量大、 治理费用高和易引起土壤肥力减弱等缺点；生物措施的治理效率低，产生超 积累的植物通常都矮小、生物量低、生长缓慢且周期长，且因高耐重金属的 植物不易寻找，不能治理重污染土壤；采用改良措施加入到修复现场土壤环 境中的微生物抗性差、难以很快适应，在土壤环境中的移动性能差，易受污 染物毒性效应的抑制；农业措施来治理重金属污染土壤，存在有些方法周期 长和效果不显著等缺点。因此，亟需一种修复工程量小、治理费用低、治理 效率高等修复效果好的修复方法。

发明内容

本发明提供一种修复铅污染土壤的生物电化学方法，以克服工程量大、 治理费用高、土壤肥力减弱、治理效率低等修复问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种修复铅污染土壤的生物电化学方法，包括以下步骤：

步骤1：按层加入铅污染土壤，相邻两层铅污染土壤之间加入混合土壤， 得到预处理的铅污染土壤层；

步骤2：在预处理的铅污染土壤层中插入若干个生物驯化的碳刷，将若 干个生物驯化的碳刷并联作为阳极，将石墨毡-活性炭作为阴极放置在铅污染 土壤层上，将阳极和阴极连接成闭合回路；

步骤3：每天向步骤2中所述的铅污染土壤层中加入营养液，达到水饱 和状态，待电压监测器的电压稳定到280～330mV，得到培养成功的铅污染土 壤层体系；

步骤4：向步骤3中所述的培养成功的铅污染土壤层体系中每天加入营 养液，运行78～80天，铅污染土壤修复完成。

优选地，步骤1中所述的混合土壤层含有铅污染土壤、氧化镁、蒙脱土 及磷酸二氢钙，氧化镁、蒙脱土及磷酸二氢钙的质量之和占总混合土壤层质 量的20％～30％，其中，所述氧化镁：蒙脱土：磷酸二氢钙的质量比为2:1:1～2:5:2。

优选地，步骤2中所述的生物驯化的碳刷的制备方法，包括如下步骤：

S1:微生物燃料电池碳刷预处理