專利名稱：重金屬污染土壤的修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污染土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種重金屬污染土壤的修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
土壤作為生態(tài)圈的重要組成部分，是人類賴以生存的最基本物質(zhì)基礎(chǔ)之一，又是各種污染物的主要藏納地。在世界各地，污染土壤的面積不斷擴大，尤其在我國隨著工農(nóng)生產(chǎn)和鄉(xiāng)村城市化建設(shè)的發(fā)展，土壤污染迅速蔓延，污染程度也逐漸加劇。據(jù)報道，全國受污染的土地面積已占耕地面積的1/5，總面積超過2000萬公頃。土壤污染，特別是重金屬在蔬菜、糧食中的積累，將處于食物鏈頂端的人類置于危險之地。而且重金屬污染物在土壤中移動性差、滯留時間長、不易被微生物降解，尤為嚴(yán)重的是重金屬在土壤系統(tǒng)中的污染過程中具有隱蔽性、長期性和不可逆轉(zhuǎn)性等特性。因此重金屬污染土壤的危害給環(huán)境、人類生存和經(jīng)濟發(fā)展帶來巨大影響。其有效治理已經(jīng)成為國內(nèi)外環(huán)境科學(xué)研究的重要熱點。根據(jù)治理工藝及原理的不同，重金屬污染土壤治理技術(shù)可分為:工程治理措施和物理化學(xué)修復(fù)兩大類。工程治理措施主要包括:客土、換土、去表土和深耕翻土等措施；物理化學(xué)修復(fù)主要包括:固化/穩(wěn)定化、電動修復(fù)、蒸汽浸提、氧化還原、農(nóng)業(yè)修復(fù)、生物修復(fù)等。上述方法各有優(yōu)點，但是也都存在很多缺點，例如，有的適用范圍窄，只能針對某一種或者某一類重金屬；有的處理容量小、成本高；有的效果不顯著，見效慢。在我國土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展尚處于初期階段。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要提供一種適用范圍廣且處理容量大的重金屬污染土壤的修復(fù)方法。一種重金屬污染土壤的修復(fù)方法，包括如下步驟:在重金屬污染土壤的周邊修筑集水溝，所述集水溝的底部鋪設(shè)有防滲膜；修筑與所述集水溝連通的集水池，所述集水池的底部及側(cè)壁均鋪設(shè)有防滲膜；使用酸性淋洗液噴灑于所述重金屬污染土壤的表面，所述酸性淋洗液經(jīng)所述重金屬污染土壤滲透至所述集水溝中，并匯集至所述集水池中，得到含重金屬的淋洗液；利用所述含重金屬的淋洗液對所述重金屬污染土壤重復(fù)進行淋洗修復(fù)，直至測定得到的所述重金屬污染土壤中的重金屬含量不再改變?yōu)橹?；及用清水淋洗所述重金屬污染土壤至中性。在其中一個實施例中，當(dāng)測定得到的重金屬含量高于預(yù)設(shè)值時，更換酸性淋洗液重復(fù)進行淋洗修復(fù)，直至測定得到的重金屬含量等于或低于預(yù)設(shè)值。在其中一個實施例中，在重金屬污染土壤的周邊修筑集水溝的步驟前，還包括對所述重金屬污染土壤按照污染程度劃分成矩形塊，再圍繞各矩形塊的周邊修筑所述集水溝的步驟。在其中一個實施例中，所述集水溝呈矩形，深2米；所述集水池呈矩形，深3.5米。在其中一個實施例中，所述酸性淋洗液為pH為3飛的有機酸的水溶液。在其中一個實施例中，所述有機酸為檸檬酸、草酸或者乙酸。在其中一個實施例中，在用清水淋洗所述重金屬污染土壤至中性的步驟之后，還包括對所述重金屬污染土壤進行微生物修復(fù)的步驟，具體包括如下步驟:將所述集水溝及所述集水池區(qū)域的土壤回填平整，將微生物修復(fù)劑均勻混合至土壤中，完成微生物修復(fù)，其中，混合方式為農(nóng)作物耕種的方式或固體物料混合的方式。在其中一個實施例中，還包括對經(jīng)微生物修復(fù)后的重金屬污染土壤再種植灌木進行植物修復(fù)的步驟。上述重金屬污染土壤的修復(fù)方法利用重金屬在酸性條件下具有形態(tài)可變的特性，采用酸性淋洗液對重金屬污染土壤進行淋洗修復(fù)具有較好的效果，且見效快。同時以集水溝和集水池為基礎(chǔ)構(gòu)建對重金屬污染土壤進行重復(fù)淋洗修復(fù)的系統(tǒng)，從而使得淋洗液達到最大的利用率，大幅減少淋洗修復(fù)的成本。而且上述重金屬污染土壤的修復(fù)方法適用于各種重金屬污染土壤，適用范圍 廣泛；同時具有處理容量大的優(yōu)點。


圖1為一實施方式的重金屬污染土壤的修復(fù)方法的流程圖；圖2為根據(jù)污染程度將重金屬污染土壤劃分成矩形塊的示意圖；圖3為一實施方式的集水溝和集水井的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中的集水溝的剖面圖；圖5為圖3中的集水井的剖面圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對重金屬污染土壤的修復(fù)方法進行進一步的說明。如圖1所示，一實施方式的重金屬污染土壤的修復(fù)方法，包括如下步驟:步驟S110，在重金屬污染土壤的周邊修筑集水溝，集水溝的底部鋪設(shè)有防滲膜。本實施方式中的重金屬污染土壤來源于電鍍廠。由于環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求的提升，該電鍍廠被責(zé)令停產(chǎn)。經(jīng)檢測分析該電鍍廠廠房地基及其附近區(qū)域土壤，該電鍍廠廠房地基及其附近區(qū)域土壤都受到不同程度污染。檢測分析主要包括對土壤的污染因子、污染因子的濃度以及土壤污染深度等進行檢測分析。本實施方式中的重金屬污染土壤的污染因子主要是銅、鎳和鋅，銅、鎳和鋅的含量均超過GB15618-1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定含量的50°/Γ200%，需修復(fù)后才能再次使用，土壤污染深度為0.5^2.0米。在本實施方式中，如圖2所示，重金屬污染土壤為矩形，其大小為360mX90m。根據(jù)重金屬污染土壤的污染程度將重金屬污染土壤劃分成小矩形塊，小矩形塊的大小為60mX 30m，其中，A代表污染嚴(yán)重的重金屬污染土壤，B代表污染較輕的重金屬污染土壤。可以理解，在其他實施方式中，小矩形塊的大小可以根據(jù)實際情況來劃分；而且還可以根據(jù)重金屬污染土壤的污染程度將重金屬污染土壤劃分成小梯形塊。根據(jù)重金屬污染土壤的污染程度將重金屬污染土壤劃分成小矩形塊的主要目的是為了使淋洗液達到最大的利用率。可以將淋洗過污染較輕的小矩形塊重金屬污染土壤的淋洗液，用于處理污染嚴(yán)重的小矩形塊重金屬污染土壤。在本實施方式中，在每塊小矩形塊重金屬污染土壤的周邊修筑集水溝，集水溝圍繞小矩形塊重金屬污染土壤構(gòu)成的圖形為矩形。以其中一塊小矩形塊重金屬污染土壤為例來進行進一步說明。如圖3飛所示，110表示小矩形塊重金屬污染土壤，120表示集水溝，140表示防滲膜，150表示素土夯實。集水溝為矩形，深2米，寬0.4米，并在集水溝的底部鋪設(shè)有防滲膜，防止重金屬污染土壤中的重金屬向土壤更深處滲漏及擴散?？梢岳斫猓谄渌麑嵤┓绞街?，集水溝的深度和寬度可以根據(jù)重金屬污染土壤實際受到的污染深度來確定?？梢员苊庥捎谖廴旧疃容^深，而集水溝較淺，造成重金屬污染土壤修復(fù)不徹底的問題。也可以避免由于污染深度較淺，而集水溝較深，增加不必要的工作量，從而增加成本的問題。步驟S120，修筑與集水溝連通的集水池，集水池的底部及側(cè)壁均鋪設(shè)有防滲膜。如圖3飛所示，130表示集水池。在本實施方式中，集水池為矩形，深3.5米，寬0.8米。集水池的底部及側(cè)壁下半部均鋪設(shè)有防滲膜，側(cè)壁鋪設(shè)的防滲膜的高度可以根據(jù)集水池的大小、需要存儲的酸性淋洗液的體積以及土壤污染深度來確定。在本實施方式中，土壤污染深度為2米，集水池的側(cè)壁下半部鋪設(shè)的防滲膜的高度為1.5米。在本實施方式中，集水池用于儲存酸性淋洗液。集水池修筑在待淋洗的矩形塊重金屬污染土壤周邊的矩形集水溝的兩條邊的交匯處，從而使得集水池距離待淋洗的矩形塊重金屬污染土壤相對較近，進而縮短淋洗液噴灑到重金屬污染土壤上的距離，從而在一定程度上節(jié)約了重金屬污染土壤的修復(fù)成本。可以理解，在其他實施方式中，不相同污染級別的多個矩形塊重金屬污染土壤可以共用一個集水池，當(dāng)對輕度污染的土壤淋洗后的淋洗液可繼續(xù)對重度污染的土壤進行淋洗。當(dāng)然，相同污染級別的多個重金屬污染土壤可以共用一個集水池。步驟S130，使用酸性淋洗液噴灑于重金屬污染土壤的表面，酸性淋洗液經(jīng)重金屬污染土壤滲透至集水溝中，并匯集至集水池中，得到含重金屬的淋洗液。在本實施方式中，首先將存儲于集水池中的酸性淋洗液噴灑于重金屬污染土壤的表面，酸性淋洗液經(jīng)重金屬污染土壤滲透至集水溝中，并匯集至集水池中，得到存儲于集水池中的含重金屬的淋洗液。酸性淋洗液可以為無機酸的水溶液，例如，鹽酸溶液或者硝酸溶液。也可以是有機酸溶液的水溶液，例如，乙酸溶液、檸檬酸溶液、草酸溶液或者酒石酸溶液。在本實施方式中，酸性淋洗液為pH為3、的有機酸的水溶液,有機酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3°/Γ7%。因為有機酸的水溶液自身對土壤不存在污染，可以直接在土壤中降解，而且對后續(xù)處理較為有利。在本實施方式中，通過設(shè)置在重金屬污染土壤上的轉(zhuǎn)動式噴撒器，將酸性淋洗液均勻的噴灑在土壤表面，然后酸性淋洗液在重金屬污染土壤中緩慢滲濾的過程中將重金屬污染土壤中的重金屬去除?？梢岳斫猓谄渌麑嵤┓绞街?，還可通過泵或者懸空的噴淋管將酸性淋洗液均勻的噴灑在土壤表面。步驟S140，利用含重金屬的淋洗液對重金屬污染土壤重復(fù)進行淋洗修復(fù)，直至測定得到的重金屬污染土壤中的重金屬含量不再改變?yōu)橹埂?br>
在本實施方式中，重復(fù)進行淋洗修復(fù)的具體過程為:首先將含重金屬的淋洗液噴灑于重金屬污染土壤的表面，含重金屬的淋洗液經(jīng)重金屬污染土壤滲透至集水溝中，并匯集至集水池中，得到存儲于集水池中的第一次重復(fù)含重金屬的淋洗液。依次重復(fù)，得到存儲于集水池中的第N次重復(fù)含重金屬的淋洗液。采用原子吸收光譜法或者電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定經(jīng)N-1次以及N次重復(fù)淋洗后的重金屬污染土壤中重金屬的含量，如果兩次測定的結(jié)果相差不大(波動小于5%)，即認(rèn)為重金屬污染土壤中的重金屬含量不再改變。也可以采用原子吸收光譜法或者電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定第N-1次重復(fù)含重金屬的淋洗液以及第N次重復(fù)含重金屬的淋洗液中的重金屬的含量，如果兩次測定的結(jié)果相差不大(波動小于5%)，即可以間接的認(rèn)為重金屬污染土壤中的重金屬含量不再改變。在實際應(yīng)用中，也可依經(jīng)驗和過往的試驗數(shù)據(jù)來判定何時停止重復(fù)淋洗修復(fù)。如果第N次重復(fù)含重金屬的淋洗液對土壤中的重金屬還未達到飽和，即第N次重復(fù)含重金屬的淋洗液還能繼續(xù)容納重金屬，可以將第N次重復(fù)含重金屬的淋洗液用于處理污染相對較嚴(yán)重的重金屬污染土壤。在本實施方式中，還包括對第N次重復(fù)含重金屬的淋洗液處理的步驟。具體為:采用移動式重金屬一體化除去裝置，去除第N次重復(fù)含重金屬的淋洗液中的重金屬，將重金屬轉(zhuǎn)化為固態(tài)物質(zhì)，回收利用。上述處理方法主要是針對污染相對較輕的重金屬污染土壤的修復(fù)。對于污染相對較嚴(yán)重的重金屬污染土壤進行修復(fù)時，第N次重復(fù)含重金屬的淋洗液對土壤中的重金屬可能已經(jīng)達到飽和，但測定經(jīng)N次重復(fù)淋洗后的重金屬污染土壤中的重金屬的含量時，測定得到的重金屬含量高于預(yù)設(shè)值，這時需要更換酸性淋洗液重復(fù)進行淋洗修復(fù)，直至測定得到的重金屬污染土壤中的重金屬含量等于或低于預(yù)設(shè)值為止。在本實施方式中，預(yù)設(shè)值是根據(jù)GB15618-1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中對于土壤中重金屬的含量的規(guī)定來設(shè)定的。預(yù)設(shè)`值為比GB15618-1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中對于土壤中重金屬的含量的規(guī)定高5°/Γ Ο%。更換的酸性淋洗液與更換前的酸性淋洗液相同。可以理解，在其他實施方式中，更換的酸性淋洗液與更換前的酸性淋洗液也可以不同，從而可以針對某些難處理的重金屬，使用與其匹配的酸性淋洗，效果更好。步驟S150，用清水淋洗重金屬污染土壤至中性。將集水池中的淋洗液換成清水，用清水對重金屬污染土壤進行淋洗直至重金屬污染土壤呈中性。采用上述重金屬污染土壤的修復(fù)方法修復(fù)某一小矩形塊重金屬污染土壤一般需3天或更長時間。某一小矩形塊重金屬污染土壤修復(fù)完成后，可按此方式對下一小矩形塊重金屬污染土壤進行修復(fù)，直至整個污染區(qū)域修復(fù)完成為止。也可以同時對多個小矩形塊重金屬污染土壤同時進行修復(fù)，節(jié)約時間。上述重金屬污染土壤的修復(fù)方法利用重金屬在酸性條件下具有形態(tài)可變的特性，采用酸性淋洗液對重金屬污染土壤進行淋洗修復(fù)具有較好的效果，且見效快。同時以集水溝和集水池為基礎(chǔ)構(gòu)建對重金屬污染土壤進行重復(fù)淋洗修復(fù)的系統(tǒng)，從而使得淋洗液達到最大的利用率，大幅減少淋洗修復(fù)的成本。而且上述重金屬污染土壤的修復(fù)方法適用于各種重金屬污染土壤，適用范圍廣泛；同時具有處理容量大的優(yōu)點。為了更徹底的修復(fù)重金屬污染土壤，在本實施方式中，在用清水淋洗重金屬污染土壤至中性的步驟之后，還包括對重金屬污染土壤進行微生物修復(fù)的步驟，具體步驟如下:將集水溝及集水池區(qū)域的土壤回填平整，將微生物修復(fù)劑均勻混合至土壤中，完成微生物修復(fù)，其中，混合方式為農(nóng)作物耕種的方式或固體物料混合的方式。微生物修復(fù)劑可采用國外進口市售的產(chǎn)品，也可采集土壤后另行培養(yǎng)專用的微生物菌種。微生物修復(fù)劑的用量可根據(jù)試驗結(jié)果確定。在本實施方式中，還包括對經(jīng)微生物修復(fù)后的重金屬污染土壤進行植物修復(fù)的步驟，具體步驟如下:在經(jīng)微生物修復(fù)后的重金屬污染土壤上種植灌木。微生物修復(fù)過程需要的時間較長，短時間無法判定其修復(fù)效果。本實施方式，在添加微生物菌種后數(shù)月內(nèi)，其作用效果漸趨穩(wěn)定后，在重金屬污染土壤上種植灌木。灌木選擇的原則一般是從當(dāng)?shù)毓逃械墓嗄局羞x取根系發(fā)達、抗病毒、吸附、吸收重金屬能力強的灌木，栽種在該污染土壤區(qū)域。灌木大多具有美麗芳香的花朵或色彩艷麗的果實，加上其體量較小、宜于管理和修剪是植物修復(fù)的良好選擇。在本實施方式中，在重金屬污染土壤上種植了“郁李”。本實施方式采用重復(fù)淋洗修復(fù)的方法完成對上述重金屬污染土壤的修復(fù)后，如果土壤中的重金屬污染物尚未達到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時，繼續(xù)采用微生物修復(fù)法以及植物修復(fù)法進行修復(fù)。將淋洗修復(fù)法、微生物修復(fù)法以及植物修復(fù)法結(jié)合使用，取長補短，對重金屬污染土壤進行具有針對性的修復(fù)。該方法具有高效、實用性強、應(yīng)用范圍廣、成本較低等優(yōu)點。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種重金屬污染土壤的修復(fù)方法，其特征在于，包括如下步驟: 在重金屬污染土壤的周邊修筑集水溝，所述集水溝的底部鋪設(shè)有防滲膜； 修筑與所述集水溝連通的集水池，所述集水池的底部及側(cè)壁均鋪設(shè)有防滲膜； 使用酸性淋洗液噴灑于所述重金屬污染土壤的表面，所述酸性淋洗液經(jīng)所述重金屬污染土壤滲透至所述集水溝中，并匯集至所述集水池中，得到含重金屬的淋洗液； 利用所述含重金屬的淋洗液對所述重金屬污染土壤重復(fù)進行淋洗修復(fù)，直至測定得到的所述重金屬污染土壤中的重金屬含量不再改變?yōu)橹梗患? 用清水淋洗所述重金屬污染土壤至中性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬污染土壤的修復(fù)方法，其特征在于，當(dāng)測定得到的重金屬含量高于預(yù)設(shè)值時，更換酸性淋洗液重復(fù)進行淋洗修復(fù)，直至測定得到的重金屬含量等于或低于預(yù)設(shè)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬污染土壤的修復(fù)方法，其特征在于，在重金屬污染土壤的周邊修筑集水溝的步驟前，還包括對所述重金屬污染土壤按照污染程度劃分成矩形塊，再圍繞各矩形塊的周邊修筑所述集水溝的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬污染土壤的修復(fù)方法，其特征在于，所述集水溝呈矩形，深2米；所述集水池呈矩形，深3.5米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬污染土壤的修復(fù)方法，其特征在于，所述酸性淋洗液為pH為3、的有機酸的水溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的重金屬污染土壤的修復(fù)方法，其特征在于，所述有機酸為檸檬酸、草酸或者乙酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬污染土壤的修復(fù)方法，其特征在于，在用清水淋洗所述重金屬污染土壤至中性的步驟之后，還包括對所述重金屬污染土壤進行微生物修復(fù)的步驟，具體包括如下步驟: 將所述集水溝及所述集水池區(qū)域的土壤回填平整，將微生物修復(fù)劑均勻混合至土壤中，完成微生物修復(fù)，其中，混合方式為農(nóng)作物耕種的方式或固體物料混合的方式。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的重金屬污染土壤的修復(fù)方法，其特征在于，還包括對經(jīng)微生物修復(fù)后的重金屬污染土壤再種植灌木進行植物修復(fù)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種重金屬污染土壤的修復(fù)方法，包括如下步驟在重金屬污染土壤的周邊修筑集水溝，集水溝的底部鋪設(shè)有防滲膜；修筑與集水溝連通的集水池，集水池的底部及側(cè)壁均鋪設(shè)有防滲膜；使用酸性淋洗液噴灑于重金屬污染土壤的表面，酸性淋洗液經(jīng)重金屬污染土壤滲透至所述集水溝中，并匯集至集水池中，得到含重金屬的淋洗液；利用含重金屬的淋洗液對重金屬污染土壤重復(fù)進行淋洗修復(fù)，直至測定得到的重金屬污染土壤中的重金屬含量不再改變?yōu)橹?；以及用清水淋洗重金屬污染土壤至中性。該方法適用范圍廣泛，同時具有處理容量大的優(yōu)點。在完成上述土壤修復(fù)后，還可以對重金屬含量尚未達到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的土壤繼續(xù)采用微生物修復(fù)及植物修復(fù)。
文檔編號B09C1/08GK103111463SQ20131004165
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
發(fā)明者朱定有, 林介成, 張善武, 鐘江濤, 蔡昊 申請人:深圳市先科環(huán)保有限公司