[发明专利]一种土壤放射性元素污染的修复装置和修复方法

说明书

本发明公开了一种土壤污染的修复装置和修复方法，包括对污染土壤施加修复剂并种植修复性植物，以及任选接种微生物，所述修复剂包括有机调理剂和生物质碳源，所述有机调理剂由表面活性剂和腐殖酸钠组成。本发明提供的修复装置和修复方法，以热解碳作为调理剂的基底材料，同时结合有机调理剂，能够广泛地应用于放射性元素和重金属污染的土壤修复，减少了修复土壤的二次污染，同时原材料简单易得，制备过程易操作，成本低、对环境影响小、能够实现原位同时修复多重土壤污染源。

技术领域

本发明涉及一种土壤放射性元素和/或重金属污染的修复装置和修复方法，属于土壤修复、改良技术领域。

背景技术

放射性元素和重金属是目前土壤的两大污染源，据统计，当前我国被重金属污染的土壤面积达到5000万亩以上，土壤中的各种重金属元素存在不同程度的超标情况，由于重金属污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、难以降解等特点，对于土壤的自循环能力有很大影响，也很容易经水、植物等介质最终影响人类健康。而放射性元素污染主要来自于核试验、核能生产、核事故、放射性同位素的生产及应用和矿物的开采冶炼及应用等。

大气层核试验产生的放射性尘埃使迄今土壤环境的主要放射性污染源。核试验爆炸和核泄漏事故科大面积污染土壤，使具有长期残存的放射性核素，如¹³⁷Cs等，在土壤中存在。对于大面积放射性污染土壤，一般多采用铲土法、客土法、可剥离性膜法、淋溶法、沉淀法、电化法、磁化法等。另外，还可以通过植物微生物等方法进行修复。土壤中放射性污染的修复方法主要是植物修复、菌根修复、微生物修复。

目前采用的修复技术一般存在着修复效率低、成本高、易造成二次污染、易破坏土壤结构等问题。因此，探索综合调控放射性元素污染和重金属污染的土壤修复技术方法和系统设备等成为当务之急。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人研究发现：对污染土壤施加修复剂并种植植物，以及任选接种菌剂进行修复，以热解碳作为调理剂的基底材料，同时结合有机调理剂，能够广泛地应用于放射性元素和重金属污染的土壤修复，减少了修复土壤的二次污染，同时原材料简单易得，制备过程易操作，成本低、对环境影响小、能够实现原位同时修复多重土壤污染源。

具体而言，本发明提供一种土壤污染的修复方法，包括对污染土壤施加修复剂并种植植物，以及任选接种菌剂。

根据本发明，所述修复剂包括有机调理剂和生物质碳源，所述有机调理剂与生物质碳源共同施加，优选将生物质碳源浸泡在有机调理剂中制得。

根据本发明，所述有机调理剂由表面活性剂和腐殖酸钠组成，所述表面活性剂可以是烷基铵盐，优选为十八烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵。

本发明中，所述表面活性剂配制成浓度为0.5-5％的溶液，然后向其中加入腐殖酸钠，使得腐殖酸钠与表面活性剂的质量比为1:0.5-5，优选1:2-4。。

根据本发明，所述生物质碳源为热解碳，优选与无机粒料混合使用，优选地，热解碳与无机粒料原位混合在修复装置中进行，优选为包括热解炉的热解装备，其中进行热解碳的投料、热解、排放、传送和降温，并实现气体的闭路循环。

根据优选的实施方式，在热解炉中加入植物性碳源的同时或之后，在分离热解碳颗粒之前，加入氧化钙和/或碳酸钙，得到的掺杂型热解碳为微球状、条状或棒状，例如粒径介于0.5mm至10mm。

本发明中，将热解碳浸泡在有机调理剂溶液中，浸泡数小时，例如3-8h，取出浸泡后的热解碳于室温下放置1～24h，得到具有修复活性的掺杂型热解碳。

根据本发明，所述修复性植物可以是农作物，也可以是经济作物，还可以是其他草本植物，，优选水稻、小麦、黑麦草、高粱、玉米、蓖麻、苎麻等。

本发明中，施加的菌剂包括黄孢原毛平革菌和幼套球囊霉，优选为孢子悬浮液，可接种多次，接种量为0.5～2g/m²。