[发明专利]一种基于微生物-有机质修复铬污染土壤的原电池装置及其修复方法

说明书

本发明公开了一种基于微生物‑有机质修复铬污染土壤的原电池装置及其修复方法。装置中含有产电微生物的厌氧污泥与有机质混合后产生电子，通过电极材料和电子传递通路传递电子修复铬污染土壤中的Cr⁶⁺，并通过盐桥中的K⁺诱导来改善产电微生物的代谢，促进铬的活化，且添加有机酸淋洗液能够促使微生物吸附转化土壤中部分Cr⁶⁺；随后将有机质和厌氧污泥的混合物与修复后的污染土壤取出来混合，种植耐铬植物能够大量富集污染土壤中剩余铬，确保土壤中Cr⁶⁺的浓度满足相应的用地类型标准；应用该装置进行铬污染土壤的修复，能够快速有效解决铬污染的问题，且具有成本低、操作简单、效率高、不会产生二次污染的优点，具有良好的应用潜力。

技术领域

本发明属于土壤重金属修复技术领域。更具体地，涉及一种基于微生物-有机质修复铬污染土壤的原电池装置及其修复方法。

背景技术

随着我国工业的快速发展，铬广泛应用于电镀、金属加工、制革、染料、钢铁和化工等行业，由于生产过程的渗漏、废水的不达标排放以及含铬废渣的渗滤等，导致大量铬进入场地周边土壤和地下水，Cr⁶⁺已成为一种主要的工业场地土壤污染物。而污染铬主要是以Cr⁶⁺和Cr³⁺2种价态形式存在，Cr⁶⁺的毒性是Cr³⁺的500倍。Cr³⁺易被土壤胶体和矿物质通过吸附、配位、络合、沉淀等作用固定于土壤中，其迁移性和生物有效性较低；而Cr⁶⁺的活性较高，一般不会被土壤强烈地吸附，因而在土壤中较易迁移，容易对环境造成影响。随着资源问题越来越成为当下人们所关注的一个话题，节约成本和最大限度的开发利用新能源已经成为了社会焦点问题；因此，利用生物方法来解决环境污染是非常重要的一个出路。所以，土壤中重金属Cr⁶⁺的去除已成为污染土壤修复的一个重要课题。

铬污染场地的治理途径主要有2种：一是将铬从被污染的土壤及地下水中清除，或者降低其浓度至土壤背景值以下，如客土法、植物修复法等。二是改变铬在土壤中的存在形态，利用化学还原法、生物还原法等，将Cr⁶⁺还原为Cr³⁺，以降低其在土壤-植物以及土壤-地下水中的迁移性、生物毒性及生物有效性；在实际运用中，此途径因不破坏土壤结构、成本低且操作简便，适用于重金属污染较大面积土壤的修复。但是，不恰当的修复技术并未将Cr⁶⁺从土壤中彻底去除，且存在修复之后受外界环境干扰Cr³⁺容易再次被氧化为Cr⁶⁺，随后释放到环境中导致二次污染的风险。

土壤原电池修复技术能有效去除土壤中的Cr⁶⁺，而且具有二次污染风险小的优点，是目前Cr⁶⁺污染土壤修复领域研究的热点。例如，公开号为CN109622598A的专利公开了一种基于原电池原理修复重金属污染土壤的方法，能够去除土壤中的Cr⁶⁺；但是，该方法中添加了铁、锰等其它外源物质，具有成本高、不环保等缺点。因此，提供一种节能环保、成本低、操作简便、效率高、能够快速有效解决铬污染严重问题的方法，对于铬污染土壤的修复具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有修复铬污染土壤的方法的缺陷和不足，提供一种基于微生物-有机质修复铬污染土壤的原电池装置及其修复方法。

本发明的目的是提供一种基于微生物-有机质修复铬污染土壤的原电池装置。

本发明另一目的是提供所述装置在修复铬污染土壤中的应用。

本发明再一目的是提供一种利用所述装置修复铬污染土壤的方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：