專利名稱：一種鎘鉛復合污染石灰性土壤的修復方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及重金屬污染的土壤修復技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及鎘鉛復合污染的石灰性土壤的修復。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人類社會對重金屬資源的需求量迅速增加，工礦業(yè)廢渣、垃圾、廢水、石油、農(nóng)藥等中的重金屬污染物不斷進入土壤環(huán)境中，引起部分耕地受到污染。重金屬污染的土壤長期堆置會造成重金屬污染物向地下水中擴散，使地下水中重金屬含量超標而不能被利用。土壤中的重金屬也會嚴重影響到農(nóng)作物的生長和質(zhì)量，并能通過揚塵，手、口直接接觸進入人體，且土壤中的重金屬易于通過食物鏈進入人體，在人體內(nèi)積累，嚴重危害人體健康。鎘(Cd)和鉛(Pb)對環(huán)境危害非常大，與鉻(Cr)、汞(Hg)和類金屬砷(As)合稱為“五毒”。鎘和鉛的生物毒性大且具有潛伏性持久性和不可逆等特性，在土壤中比其它重金屬更容易被植物吸附，并在植物體內(nèi)殘留，對植物產(chǎn)生毒害作用。多年以來，鎘和鉛污染對人類健康損害的事例時有報道，如日本發(fā)生的痛痛病、“鎘米”事件、兒童血鉛超標等。因此鎘和鉛污染土壤的修復面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。不同性質(zhì)的土壤和不同污染類型的土壤修復技術(shù)完全不同，目前重金屬污染的石灰性土壤，其重金屬以相對穩(wěn)定的形態(tài)存在，此類土壤修復還是個難題。目前可能去除污染土壤中鎘和鉛的技術(shù)包括生物修復法、固定法、淋洗修復法、電動修復法等。生物修復法具有處理費用低、可達到較高的清潔水平等優(yōu)點，但所需修復周期較長，受污染類型限制較大；電動修復法成本高、操作設(shè)備復雜工程龐大，且不利于大面積修復；淋洗法成本較大、易造成二次污染、易破壞土壤結(jié)構(gòu)等。固定法可降低重金屬遷移性和生物有效性，但是有些固定劑本身存在二次污染，長期固定效果不穩(wěn)定，而且現(xiàn)有的很多固定劑對于石灰性污染土壤的治理效果不明顯。因此迫切需要尋找一種適合于重金屬污染的石灰性土壤修復的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作簡單，成本比較低，易于實施，修復效率高，長期修復效果比較穩(wěn)定，同時能改良土壤基質(zhì)，通過植物吸收的重金屬低于國家安全標準，不會對人體產(chǎn)生毒害作用的修復重金屬污染石灰性土壤的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種鎘鉛復合污染石灰性土壤修復方法，包括以下步驟(I)將鎘鉛復合污染石灰性土壤(污染土壤的標準為鎘含量高于O. 6mg/kg，鉛含量高于350mg/kg)破碎；(2)將Al2 (SO4) 3 · 18H20和聚合硫酸鐵加入到步驟(I)待修復的鎘鉛復合污染土壤中，混合均勻；
(3)對步驟⑵得到的土壤與Al2 (SO4) 3 · 18H20和聚合硫酸鐵的混合物，加水，攪拌，浸泡后，收集濾液；(4)對步驟(3)中收集的濾液，調(diào)節(jié)濾液pH值，沉淀濾液中的Cd和Pb，同時加入絮凝劑，靜置，過濾。濾液中的Cd和Pb含量達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的限值。步驟(I)所述的土壤破碎至小于2cm。步驟(I)所述的土壤還可以筑堆來進行處理，土堆高度不高于O. 4m，下面鋪塑料薄膜以防滲漏。步驟⑵中向土壤中添加的Al2 (SO4) 3 ·18Η20占污染土壤質(zhì)量的13 20%，聚合硫酸鐵占污染土壤質(zhì)量的4 8%。步驟(3)中所加的水與污染土壤的質(zhì)量比為I : 1-2 : I。步驟⑶中加水攪拌后，浸泡l-2d。步驟(4)中用Ca(OH)2或KOH調(diào)節(jié)濾液pH值至9. 0-10. O。步驟⑷中絮凝劑為聚丙烯酰胺(PAM)。對步驟(4)中處理后的濾液直接或者補充水后循環(huán)利用，用做步驟(3)所需的水，重復攪拌，浸泡、收集濾液。步驟(3)處理后的土壤，自然風干，用于后期耕種農(nóng)作物。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的優(yōu)點(一 )本發(fā)明所選的藥劑Al2 (SO4) 3 · 18H20和聚合硫酸鐵(PFS)是針對鎘鉛復合污染石灰性土壤的治理而篩選出來的。(二)本發(fā)明所選用的處理污染土壤的添加劑Al2(SO4)3* ISH2O和聚合硫酸鐵(PFS)通過水解產(chǎn)酸，使碳酸鹽結(jié)合態(tài)鎘、鉛、砷、汞、鋅、銅變?yōu)榭扇軕B(tài)，再經(jīng)過淋洗，收集淋洗液經(jīng)進一步處理，可以大幅度消減土壤中的重金屬含量。(三)本發(fā)明所選用的處理污染土壤的添加劑Al2(SO4)3*ISH2O和聚合硫酸鐵(PFS)的化學成分鐵和鋁是土壤本身的主要組成元素，添加到土壤后不會給土壤帶來二次污染的問題。(四)本發(fā)明用Al2(SO4) 3 · ISH2O和聚合硫酸鐵(PFS)處理土壤后，鐵鋁元素的加入，可以維持土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；且無新的有害元素加入，有利于后期耕種農(nóng)作物。


圖I :本發(fā)明鎘鉛復合污染石灰性土壤的修復工藝流程。
具體實施例方式以下通過實施案例對本發(fā)明作進一步說明，而非限制本發(fā)明。 實施例I :鎘鉛復合污染石灰性土壤修復稱取5Kg甘肅白銀市東大溝污染土壤，破碎至小于2cm，裝入15升的塑料容器內(nèi)，加入IKgAl2 (SO4) 3 · 18H20和200g聚合硫酸鐵(PFS)，混合均勻后，加入IOLH2O,攪拌，靜置ld，過濾收集濾液。測定土壤中以及濾液中的CcUPb含量。濾液用10%的Ca(OH)2調(diào)節(jié)pH至9. 0，加入5ml/L 0.1%的聚丙烯酰胺(PAM)攪拌，靜置lh，過濾，濾液重新回用。土壤中DTPA浸提態(tài)Cd和Pb的含量分別由原來的5. 82mg/kg和89. 15mg/kg降低至O. 93mg/kg和18. 31mg/kg, DTPA浸提態(tài)Cd的去除率為84%，DTPA浸提態(tài)Pb的去除率為79%。實施例2 :甘肅白銀市東大溝鎘鉛復合污染土壤修復工程甘肅白銀市東大溝污染農(nóng)田土壤,用旋耕機破碎至小于2cm,破碎后的土壤筑成厚度小于20cm的土堆，下面鋪塑料薄膜以防滲漏；加入占土壤質(zhì)量18%的Al2 (SO4) 3 ·18Η20和占土壤質(zhì)量8%的聚合硫酸鐵( PFS)，用旋耕機將土壤與藥劑充分混勻，按土壤質(zhì)量的2倍加入黃河灌溉水，攪拌，使藥劑充分溶解并與土壤顆粒表面反應，反應I天后，排出并收集上清液。上清液用10%的Ca (OH) 2調(diào)節(jié)pH至9. 0，加入5ml/L O. I %的聚丙烯酰胺(PAM)攪拌，靜置lh，淤泥壓濾，收集濾液，按上述方法重新淋洗土壤3次，淋洗后的土壤回填至原處，自然風干，待種植莊稼；淤泥集中安全填埋。經(jīng)檢測土壤中DTPA浸提態(tài)Cd和Pb的含量分別由原來的 10. 12mg/kg 和 102. 9mg/kg 降低至 I. 73mg/kg 和 34. 6mg/kg,DTPA 浸提態(tài) Cd的去除率為83%，DTPA浸提態(tài)Pb的去除率為66%。
權(quán)利要求
1.一種鎘鉛復合污染石灰性土壤修復方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)將鎘鉛復合污染石灰性土壤破碎； (2)將Al2(S04)3· ISH2O和聚合硫酸鐵加入到步驟(I)待修復的鎘鉛復合污染土壤中，混合均勻； (3)對步驟(2)得到的土壤與Al2(SO4) 3·18Η20和聚合硫酸鐵的混合物，加水，攪拌，浸泡后，收集濾液； (4)對步驟(3)中收集的濾液，調(diào)節(jié)濾液pH值，沉淀濾液中的Cd和Pb，同時加入絮凝齊U，靜置，過濾。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述的土壤破碎至小于2cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述的土壤筑堆，土堆高度不高于O. 4m，下面鋪塑料薄膜以防滲漏。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟⑵中向土壤中添加的Al2(SO4)3 · ISH2O占污染土壤質(zhì)量的13 20%，聚合硫酸鐵占污染土壤質(zhì)量的4 8%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(3)中所加的水與污染土壤的質(zhì)量比為 I : 1-2 : I。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的方法，其特征在于，步驟(3)中加水攪拌后，浸泡l-2d。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(4)中用Ca(OH)2或KOH調(diào)節(jié)濾液pH值至 9. 0-10.0。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(4)中絮凝劑為聚丙烯酰胺。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，對步驟(4)中處理后的濾液直接或者補充水后循環(huán)利用，用做步驟(3)所需的水，重復攪拌，浸泡、收集濾液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎘鉛復合污染石灰性土壤的修復方法。石灰性土壤中重金屬鎘和鉛主要以相對穩(wěn)定的碳酸鹽結(jié)合態(tài)和有機結(jié)合態(tài)存在，化學固定法難以達到處理要求，而常規(guī)淋洗修復法存在對土壤性質(zhì)破壞嚴重、淋洗液處理困難的問題。針對該問題，本發(fā)明利用Al2(SO4)3·18H2O和聚合硫酸鐵(PFS)按一定的摩爾比與土壤混合均勻，用水浸泡，收集濾液，沉淀濾液中的重金屬，上清液循環(huán)淋洗土壤得以利用。污染土壤中有效態(tài)Cd的去除率達到84.02％，有效態(tài)Pb的去除率達到79.47％，且修復后的土壤利于種植作物。
文檔編號B09C1/08GK102615098SQ20121008257
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者史學峰, 吳寶麟, 廖映平, 張淑娟, 楊志輝, 柴立元, 王慶偉, 苗旭峰, 閔小波 申請人:中南大學, 湖南凱天重金屬污染治理工程有限公司