一種基于競爭吸附的鎘污染稻田的原位快速修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種原位快速修復(fù)稻田鎘污染，并利用競爭吸附的原理徹底去除土壤中的重金屬鎘并對絡(luò)合劑實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用的方法，屬于環(huán)境保護(hù)中重金屬污染土壤原位修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著中國快速工業(yè)化和城市化，大量重金屬通過各種途徑排放進(jìn)環(huán)境中，增加了環(huán)境的重金屬負(fù)擔(dān)，造成了嚴(yán)重的土壤重金屬污染問題。《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》表明，我國土壤受重金屬污染問題突出，超標(biāo)率為13.3%，中重度污染耕地達(dá)5000萬畝左右，而且呈現(xiàn)不斷加劇的趨勢。在污染環(huán)境的諸多重金屬中，鎘污染最嚴(yán)重，據(jù)報(bào)道，排放到環(huán)境中的鎘有82%?94%進(jìn)入了土壤。鎘含量在全國范圍內(nèi)普遍增加，不僅導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量下降，而且嚴(yán)重威脅人體健康，因此，重金屬鎘污染的治理與修復(fù)已成為我國目前急需解決的一個重大戰(zhàn)略問題。異位修復(fù)是將受污染的土壤轉(zhuǎn)移集中處理，由于該類方法工程量大，處理成本高，不適合大面積重金屬污染土壤修復(fù)。原位修復(fù)因其操作和成本上的優(yōu)越性，在面臨重金屬污染治理中是首要選擇。電動修復(fù)法是研宄較多的一種原位土壤修復(fù)方法，該法操作簡單、處理效率高，但只適用于小面積污染，現(xiàn)場操作難度大。目前，有關(guān)生物法的報(bào)道也較多，該方法實(shí)施簡便，投資較少，環(huán)境友好，但是采用植物修復(fù)所需時(shí)間較長，對于突發(fā)性土壤重金屬污染，高濃度污染水平不利于植物生長，因此效果不理想，還需考慮菌株的篩選，環(huán)境對微生物的變異作用等。原位化學(xué)土壤清洗法是在污染土壤中加入清洗材料，以液態(tài)混合而浸出除去重金屬的修復(fù)技術(shù)，由于是化學(xué)的方法，所以具有除去效率高，能夠在短期內(nèi)修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)。但是，在使用這樣的藥劑水溶液、水來清洗土壤的方法中，產(chǎn)生含有重金屬的大量廢液，為了對其進(jìn)行處理，需要排水處理裝置、脫水裝置。設(shè)置這種裝置時(shí)存在花費(fèi)極多、成本變高這樣的問題。另外，也會發(fā)生因凈化對象土壤的場所而無法設(shè)置排水處理裝置等設(shè)備的情況。
[0003]公告號為CN103143557的中國發(fā)明專利，公開了“一種用于稻田土壤的鉛鎘復(fù)合改良劑及其制備和應(yīng)用方法”，該發(fā)明以碳酸鈣、羥基磷灰石、海泡石、沸石為原料，制備出一種鉛鎘復(fù)合改良劑，根據(jù)不同污染程度施用不同劑量的改良劑。該發(fā)明屬于傳統(tǒng)的原位固定一鈍化技術(shù)，僅僅降低重金屬生物有效性，但重金屬依然留存于土壤，存在二次污染風(fēng)險(xiǎn)的不足。
[0004]公告號為CN103894407A的中國發(fā)明專利，公開了 “一種修復(fù)重金屬污染土壤的方法”，該發(fā)明是通過加入輕質(zhì)改性礦物粘土吸附劑進(jìn)行吸附，吸附后撈出浮在水面的完成吸附的吸附劑，但是，該吸附劑僅對土壤上層水溶液中的重金屬離子有較好的吸附效果，對于與土壤顆粒結(jié)合緊密的重金屬離子很難去除。
[0005]公告號為CN103143561A的中國發(fā)明專利，公開了 “一種低成本清除土壤重金屬污染的方法”，該發(fā)明通過向稻田水中施加重金屬清除劑，促進(jìn)土壤中重金屬的溶解洗脫，重金屬從土壤顆粒表面解吸/溶解，釋放到水里，含有重金屬的水被集中排放到儲水區(qū)，短時(shí)間內(nèi)完成中高濃度重金屬污染土壤的治理。但是該方法難以一次性將土壤中的重金屬完全去除，造成工作量大且需處理大量的重金屬廢水，儲水區(qū)還會造成臨近稻田的重金屬污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有稻田鎘污染嚴(yán)重，處理困難，修復(fù)工程量大，修復(fù)成本高以及存在后續(xù)風(fēng)險(xiǎn)等的問題，提出鎘污染稻田中重金屬鎘離子從污染土壤中原位絡(luò)合溶出到稻田水中，螯合功能非織造布從水中競爭吸附去除，絡(luò)合劑再生釋放循環(huán)應(yīng)用的原位快速修復(fù)新方法，其具體技術(shù)方案如下:
[0007]一種基于競爭吸附的鎘污染稻田的原位快速修復(fù)方法，包括如下步驟:
[0008]a)在鎘污染稻田水中噴灑0.01?2mol/L的絡(luò)合劑水溶液，添加絡(luò)合劑的量為土壤鎘含量的I?1000質(zhì)量倍，添加絡(luò)合劑水溶液或水使耕盤到水面的深度為10?45cm，使絡(luò)合劑與土壤中的重金屬鎘絡(luò)合，將鎘從固相土壤轉(zhuǎn)移到液相水溶液中；
[0009]b)使用安裝有旋耕機(jī)的拖拉機(jī)將土壤及水溶液旋耕混合，使土壤中的重金屬鎘充分溶出，旋耕攪拌時(shí)間為I?30min ；
[0010]c)迅速在稻田中投入螯合功能非織造布并不斷移動使其充分競爭吸附，吸附時(shí)間為I?lOmin，每次投入的螯合功能非織造布的質(zhì)量為I?10g/m2，重金屬鎘從液相水溶液中轉(zhuǎn)移到非織造布上，之后將非織造布取出；
[0011]d)液相水溶液中與絡(luò)合劑結(jié)合的重金屬鎘被具有更強(qiáng)螯合作用的螯合功能非織造布競爭吸附，絡(luò)合劑同時(shí)得到釋放再生；
[0012]e)進(jìn)行下一次循環(huán)，即重復(fù)步驟b)_d)，直至土壤中鎘含量達(dá)到土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；
[0013]f)通過靜置分離成土壤和上清水溶液，含有絡(luò)合劑的上清水溶液可用于修復(fù)其他鎘污染稻田。
[0014]本發(fā)明所用絡(luò)合劑，可舉出腐殖酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、草酸、乙酸、聚天冬氨酸等，根據(jù)不同污染土壤所含重金屬種類及含量不同，可以對絡(luò)合劑的種類、濃度、處理時(shí)間、淋洗次數(shù)等參數(shù)進(jìn)行一定的調(diào)整，所用絡(luò)合劑可以將土壤中鎘離子快速轉(zhuǎn)移到上層水中，而且環(huán)境友好。選用環(huán)保、高效且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的絡(luò)合劑，使用后不會造成二次污染。絡(luò)合劑可多次循環(huán)利用，大大降低處理成本，減輕環(huán)境壓力，具有重要的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)意義。
[0015]本發(fā)明所用非織造布為具有氨基、羧基、羥基、酰胺基、酰胺基、硫脲基、季銨基、偕胺肟基、巰基、氨基咪唑、硫代酰胺、氨基硫脲、氨基磺胺、磺酰咪唑中的一種或幾種基團(tuán)的螯合非織造布，該非織造布可以將稻田水中絡(luò)合狀態(tài)鎘快速吸附，飽和吸附量可達(dá)5?
100mg/go
[0016]本發(fā)明可將土壤中的重金屬鎘徹底去除，應(yīng)用于鎘污染稻田具有操作簡單、成本低、修復(fù)效果高、修復(fù)周期短、適用范圍廣、無二次污染等特點(diǎn)，簡化土壤修復(fù)程序，降低土壤修復(fù)成本，提高土壤質(zhì)量。應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)處理一天后的稻田即可進(jìn)行農(nóng)業(yè)種植，本發(fā)明為受重金屬鎘污染的稻田土壤提供了一種節(jié)能、快速、環(huán)境友好的原位修復(fù)方法。
【具體實(shí)施方式】
:
[0017]實(shí)施例1:
[0018]在鎘污染稻田(土壤中總鎘含量為3.lmg/kg)