[发明专利]一种重金属污染土壤的联合修复工艺

说明书

本发明涉及一种重金属污染土壤的联合修复工艺，属于土壤修复技术领域。本发明通过一种联合修复工艺，通过在电动修复过程中使用零价铁材料辅助，使得阳极区附近土壤的去除率提高；同时，在电动修复完成后，再在污染场地中部施加零价铁材料，使得中部去除率低的重金属离子被固化。

技术领域

本发明涉及一种重金属污染土壤的联合修复工艺，属于土壤修复技术领域。

背景技术

随着机械加工、采矿、冶炼、电子工业、矿物燃料消耗、废物处理以及农用化学品使用等人为活动的加剧，过量的重金属进入土壤环境，导致土壤环境不断恶化。重金属污染能够使土壤的结构、组成和功能发生不利改变，同时还可能破坏作物正常的光合作用及根系生长，导致作物产量下降。此外，如果食入被重金属污染的粮食或这些粮食饲养的牛羊等牲畜的肉制品，土壤重金属最终会进入人体并不断富集，当达到一定浓度则会对人体造成慢性毒害，危害人体健康。面对大面积重金属污染土壤，治理与修复工作量很大，急需发展一种或几种土壤重金属污染治理技术，能够高效、环保且经济的治理修复重金属污染土壤。

治理土壤重金属污染主要分为两类，其中一类是通过是改变于土壤中的重金属形态，另一类是直接将重金属从土壤中去除。电动修复法是一种原位修复重金属污染土壤的方法，其通过对土壤进行电场的施加，使土壤中的重金属发生迁移，到达电极位置，进而实现去除重金属污染物的目的。[1-2]。但是，这种处理方法存在着去除金属离子的过程中受到土壤状态、重金属离子的分布等影响，易产生去除不彻底、能耗大的问题；同时，在电动修复的过程中，水在阴极处会发生电解，水解过程所产生的OH-会在电场中发生迁移，与重金属离子接触反应后生成氢氧化物沉淀，使得土壤中重金属离子的去除效率发生下降；同时，阳极区存在有水解产生的H⁺而导致会存在一部分重金属离子处于溶解状态，不易被去除，导致了去除效率不高。另一方面，生物炭因其原料来源广泛、性质结构稳定、富含有机质，加之其表面含有较为丰富的官能团，对重金属有一定的吸附固定作用，被认为是理想的土壤钝化剂。为了进一步提升生物炭对重金属的钝化能力，研究者往往对原生物炭进行改性，常用的改性方式包括负载零价铁、硫化改性等。但该类改性中不可避免会用到一些化学试剂(如硼氢化钠、巯基化合物等)，在大规模生产中，不仅导致成本增高，还容易造成环境的二次污染。

参考文献：

[1]周东美,邓昌芬.重金属污染土壤的电动修复技术研究进展[J].农业环境科学学报,2003,(04):505-508.

[2]Suzuki T,Niinae M,Koga T,Akita T,Ohta M,Choso T.EDDS-enhancedelectrokinetic remediation of heavy metal-contaminated clay soils underneutral pH conditions[J].Colloids and Surfaces a-Physicochemical andEngineering Aspects,2014,440:145-150.

发明内容

本发明所解决的技术问题是：现有的电动修复方法对土壤金属污染去除的过程中存在着去除率低、能耗高，以及生物炭固化法存在着的原料成本高、二次污染的问题。本发明通过一种联合修复工艺，通过在电动修复过程中使用零价铁材料辅助，使得阳极区附近土壤的去除率提高；同时，在电动修复完成后，再在污染场地中部施加零价铁材料，使得中部去除率低的重金属离子被固化。

本发明提供了一种联合修复方法，包括如下步骤：

步骤1，在重金属污染土壤区域两端分别安装正极电极和负极电极，在靠近正极电极的位置处的土壤中混合零价铁材料，再施加电场，在电极表面发生水解反应并使重金属离子向电极处富集；

步骤2，富集完成后，将靠近电极处的土壤移除；

步骤3，向污染土壤区域的中部的土壤中混合零价铁材料；