[发明专利]化学淋洗和生物修复相结合修复重金属污染土壤的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及到一种化学淋洗和生物修复相结合修复重金属污染土壤的方法。

背景技术

土壤的污染是指人类活动产生的有害物质进入土壤，当其含量超过土壤本身的自净能力，并使土壤的成分，性质发生变异，降低农作物的产量和质量，并危害人体健康的现象，而重金属污染己成为当今最重要的环境问题之一，也是最重要的土壤污染物之一。重金属进入土壤后，对土壤微生物有一定的毒害作用。据报道，目前我国受镉、汞、铅等重金属污染的耕地面积近2000万公顷，约占总耕地面积的1/5;其中工业“三废”，污染耕地1000万公顷，污水灌溉的农田面积已达330多万公顷。污水灌溉及废弃物等对农田已造成大面积的土壤污染。

重金属定义为密度在4.0g/cm³及以上的60种金属，或密度在5.0 g/cm³及以上的45种金属；而在环境污染领域，重金属主要指生物毒性较大的汞、铅、铬、砷、锌、铜、镍等元素，砷是非金属，但是它的毒性及其性质与重金属很相似，因此砷通常也被列入重金属的研究范畴。

几种主要的重金属的污染特征：

1、镉（Cd）是一种重要的环境污染元素，有明显的致癌致畸作用。土壤中的镉一般都是以三价铬的形式被土壤吸附。近年来的研究表明，无论从毒性还是累积作用来看，镉都是继汞、铅以后第三类污染人类环境，危害人类健康的第三类元素。由于镉的应用广泛应用性，增加了其对人类环境的污染机会，目前，镉污染已经引起了社会各界的关注，镉污染的治理也成为世界性的问题。

2、汞（Hg）是在常温下唯一呈液态的金属元素。我国每年被汞污染的土壤达到3.2×10⁴ha，土壤中的汞经过复杂的物理、化学反应，大部分汞与硫结合成硫化汞（HgS），亦称“辰砂”或“朱砂”，广泛地分布在地壳表层。同时，汞会经过作物、接触等形式进入人体，对人类健康造成影响，近年来，汞污染事件更是频繁发生，因此，土壤中汞污染的治理及修复技术的研究显得尤为重要。

3、铅（Pb）作为重要的环境污染物质，主要来源于金属矿床开发，城市化建设，固体废弃物堆积，以及为提高农业生产，施用化肥、农药、污泥和污水灌溉过程中，都可以使铅在土壤中大量积累。铅及铅的化合物一般不能通过完整的皮肤进入人体内，但有机铅可被皮肤吸收 铅对人体神经系统、骨髓造血系统、消化系统、心血管系统、生殖系统、免疫系统及肾脏等造成危害。

重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程，许多有机化学物质的污染也需要较长时间才能降解，被某些重金属污染的土壤甚至可能要100-200年时间才能够恢复，而且积累在污染土壤中的难降解污染物则很难靠稀释作用和自净化作用来消除。土壤污染一旦发生，往往很难恢复，目前，重金属污染土壤修复技术分为物理、化学和生物修复 3种方法：

1. 物理方法

物理方法是利用重金属离子在土壤中的迁移速度比较慢的特点，将含有重金属铅的土壤转移出去的一种修复技术，主要包括换土法、隔离法、淋滤法、玻璃化法、电化学法和吸附固定法等。

1.1. 换土法：换土法就是把受重金属污染的土壤替换成未被污染的土壤，它又可分为翻土法 换土法和客土法3种。

1.2. 隔离法：隔离法是向土壤中加入固化剂，使土壤中的重金属被固定住，防止因为重金属的迁移而对附近土壤造成污染。

1.3. 淋滤法：淋滤法是使用淋洗剂清洗受污染的土壤，使土壤中的污染物随淋洗剂流出，从而达到修复污染土壤的目的它是修复污染土壤的一种新方法。

1.4. 玻璃化法：玻璃化法是将受污染的土壤加热使之熔化，冷却后能形成稳定的玻璃态物质，受土壤中的污染物能有效地被固定。

1.5. 电化学法：电化学法是在受污染的土壤中加入阴阳2个电极，利用重金属离子的带电性，将土壤中的重金属离子去除，并且能达到回收的目的，此方法是由美国路易斯州立大学研究发现的。

1.6. 吸附固定法：吸附固定法是指向受污染的土壤中加入一种材料，将土壤中有效态的重金属离子吸附并且能够固定，以免其对人体造成的伤害物理方法能取得比较好的治理效果，但是由于上述方法劳动量比较大，浪费大量的人力、物力和财力，而且对转移的含重金属土壤的处理也是一个亟待解决的问题。

2. 化学方法

化学方法是利用改良剂与重金属离子之间的化学反应，从而对污染土壤中的铅进行固定、分离提取等，主要包括化学固定法、螯合剂调节法、土壤pH控制法、土壤氧化还原电位调节法和土壤重金属离子拮抗法等。