一种重度铬污染土壤的长效修复方法技术

本发明专利技术涉及环保技术领域，具体而言，涉及一种重度铬污染土壤的长效修复方法，所述方法包括：先使用多硫化钙对所述重度铬污染土壤进行化学还原稳定化初步修复，再向还原后的土壤中加入微生物营养剂刺激强化土著微生物进行生物还原稳定化长效修复；所述初步修复时，多硫化钙在所述重度铬污染土壤中的添加量为1.5％～5％(w/w)；所述长效修复时，微生物营养剂在所述还原后土壤中的添加量为10％～15％，且所述微生物营养剂碳氮比为40～60。本发明专利技术将快速高效化学还原稳定化技术与绿色长效生物还原稳定化技术有机结合，从而实现高效、快速、绿色、长效和低成本等优点，确保修复效果的长期稳定性，有效解决了重度铬污染土壤修复后的环境风险隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种重度铬污染土壤的长效修复方法
本专利技术涉及环保
，具体而言，涉及一种重度铬污染土壤的长效修复方法。
技术介绍
土壤重金属污染是我国当前面临的重大环境问题之一，土壤环境质量直接关系着农产品安全及人体健康。铬盐是我国无机化工主要系列产品之一，广泛应用于冶金、制革、颜料、染料、香料、金属表面处理、木材防腐以及军工等众多工业。重金属铬作为一种工业原材料，在其长期的生产和应用中，会对土壤环境造成一定的影响。目前，铬(Cr)污染已经成为我国常见的一种土壤污染形式，Cr已被美国超级基金列为优先控制的前20种有毒物质之一，Cr污染对动植物和人体都存在极大的生态风险和健康风险。Cr在土壤中主要以三价铬(Cr(III))和六价铬(Cr(VI))两种价态存在。Cr(III)毒性较小，而且在土壤中容易被土壤胶体吸附或形成沉淀，活性较低，对生物的毒害作用相对较轻；而Cr(VI)与土壤胶体的吸附较弱，容易随地表径流污染周边地表水或下渗污染地下水和深层土壤。因此，铬污染土壤的稳定化处理关键在于将六价铬还原为三价铬，常采用还原稳定化法将污染土壤中Cr(VI)还原为迁移性和毒性较低的Cr(III)，Cr(VI)还原成Cr(III)可以通过化学还原技术或微生物还原技术。化学还原技术被认为是成熟度和处理效率高、修复时间短、处理成本和可操作性适中的一种修复技术。常见的无机还原剂有铁系(如亚铁盐和零价铁等)和硫系(CaSx、连二亚硫酸钠以及硫代硫酸钠等)，针对Cr污染土壤还原治理已经有较多的研究成果。化学还原技术修复重度铬污染土壤时，不仅大量消耗还原剂，而且经还原之后Cr(III)在土壤复杂环境下一段时间后，容易再次转化为Cr(VI)，研究表明，相对稳定的三价铬在氧气、水以及锰氧化物的作用下被缓慢氧化成六价铬，造成了六价铬从土壤环境中持续不断释放，造成潜在的污染风险。因此，单一化学还原剂仍难将高浓度铬污染土壤中的六价铬还原并稳定且对其长期稳定性难以保证。微生物还原技术具有反应温和、能耗低且无二次污染等特点，是利用原土壤中的土著微生物或向污染环境补充经过驯化的高效微生物，在优化的操作条件下，一方面通过生物反应将六价铬还原为三价铬，另一方面通过吸附作用固化铬元素，从而修复被污染土壤。根据胁迫机制，长期生活在铬污染土壤中的微生物，会对恶劣环境产生抗逆性，生成一些对抗不利因素的自我保护措施。因此，铬污染土壤中生存着一些耐受六价铬的土著微生物，即铬耐性菌，其中有些耐性菌还能将高毒的六价铬还原成低毒的三价铬，实现铬污染土壤的修复。然而，微生物还原技术修复时间较长，且当土壤中六价铬浓度较高时，微生物生长较困难。因此，需要寻求一种高效、快速、绿色、长效和低成本处理重度铬污染土壤的方法。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种重度铬污染土壤的长效修复方法，所述修复方法，将快速高效化学还原稳定化技术与绿色长效生物还原稳定化技术有机结合，从而实现高效、快速、绿色、长效和低成本等优点，确保修复效果的长期稳定性，有效解决了重度铬污染土壤修复后的环境风险隐患。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种重度铬污染土壤的长效修复方法，包括：先使用多硫化钙对所述重度铬污染土壤进行化学还原稳定化初步修复，再向还原后的土壤中加入微生物营养剂刺激强化土著微生物进行生物还原稳定化长效修复；所述初步修复时，多硫化钙在所述重度铬污染土壤中的添加量为1.5％～5％(w/w)；所述长效修复时，微生物营养剂在所述还原后的土壤中的添加量为10％～15％，且所述微生物营养剂碳氮比为40～60。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)所述化学还原稳定化为初步修复过程，将所述重度铬污染土壤中浸出六价铬浓度降低到10mg/L以下，其有益效果为：1)初步修复过程中，所述土壤中水溶态及弱酸提取态六价铬含量较高，有利于六价铬与还原剂的接触，能充分发挥多硫化钙反应快速、高效的优点，大大降低化学还原剂的添加量，有效避免化学还原剂自身对土壤性质和功能的破坏，确保后续生物还原稳定化过程的有序进行。2)多硫化钙实际为29％石硫合剂液体和45％石硫合剂晶体的一种或多种，主要有效成分为多硫化钙，药剂以液体方式(29％石硫合剂液体或45％石硫合剂晶体溶解)添加。一方面，大大提高还原剂与土壤中六价铬的接触效率，进一步减少药剂添加量；另一方面，药剂和养护用水同步添加，优化修复工艺。3)石硫合剂呈碱性，土壤中还原后的Cr(III)以氢氧化物沉淀的形式稳定存在，实现还原剂和稳定剂的同步添加，进一步优化修复工艺。有效避免三价铬的复氧化问题，确保修复效果的长期稳定性。4)石硫合剂为可商购的“绿色”药剂，价格便宜，反应快速、高效，不受土壤类型尤其是pH的限制，过量的多硫化钙易被空气中的氧气分解，不会对土壤性质和生态环境造成二次污染。(2)所述生物还原稳定化为最终修复过程，将所述重度铬污染土壤中六价铬浓度降低到30mg/L以下，土壤浸出液中六价铬浓度降低到0.5mg/L以下，其有益效果为：1)最终修复过程中，所述土壤中水溶态及弱酸提取态六价铬含量较低，有利于刺激强化土著微生物的大量生长。其中，铬还原菌发挥直接生物还原稳定化作用，铁还原菌产生亚铁发挥间接还原稳定化作用，进一步修复所述土壤中剩余的六价铬，实现修复达标，大大降低微生物营养剂添加量，从而降低修复成本。此外，其它土著微生物的生长能有效改善土壤性质，增强其可利用性。2)最终修复过程中，土著微生物的持续存在能确保还原效果的长期稳定性。一方面，微生物还原所述土壤中六价铬的同时，能够将三价铬固定，与土壤形成团聚体，在避免三价铬溶出的同时，也避免了三价铬被再次氧化成六价铬，确保修复效果的长期稳定性；另一方面，微生物营养剂的添加要求修复达标后土壤中碳氮比大于15，能够长期提供碳源和电子供体，从而确保土著微生物的持续存在，源源不断的还原潜在缓释或复氧化的低浓度六价铬，确保修复效果的长期稳定性。3)微生物营养剂中糖蜜一方面可以活化化学还原稳定化后土壤中的六价铬，大大提高生物还原稳定化效率，从而缩短生物还原稳定化修复所需时间；另一方面，糖蜜自身可直接作为还原Cr(Ⅵ)的电子供体，强化土壤中六价铬的还原过程，进一步缩短生物还原稳定化所需时间。(3)本专利技术将化学还原稳定化技术与生物还原稳定化技术有机结合，用于处理重度铬污染土壤，其有益效果为：1)克服了单一化学还原稳定化修复重度铬污染土壤时，一方面因加入大量化学试剂而破坏土壤性质和生态环境，另一反面因潜在的六价铬缓释作用或三价铬复氧化问题而造成的修复效果长期稳定性难以保障等缺陷；2)克服了单一生物还原稳定化修复重度铬污染土壤时，因Cr(Ⅵ)的毒害作用，高浓度的Cr(Ⅵ)污染会影响微生物的存活率，单纯利用微生物作用适用的Cr(Ⅵ)污染浓度范围有限，修复时间较长等缺陷。3)本专利技术将快速高效化学还原稳定化技术与绿色长效生物还原稳定化技术有机结合，从而实现高效、快速、绿色、长效和低成本等优点，确保修复效果的长期稳定性，有效解决了重度铬污染土壤修复后的环境风险隐患。通过土著微生物的作用还原稳定化六价铬，减少了化学还原药剂的用量，更绿色环保。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重度铬污染土壤的长效修复方法，其特征在于，包括：先使用多硫化钙对所述重度铬污染土壤进行化学还原稳定化初步修复，再向还原后的土壤中加入微生物营养剂刺激强化土著微生物进行生物还原稳定化长效修复；所述初步修复时，多硫化钙在所述重度铬污染土壤中的添加量为1.5％～5％(w/w)；所述长效修复时，微生物营养剂在所述还原后土壤中的添加量为10％～15％，且所述微生物营养剂碳氮比为40～60。

【技术特征摘要】
1.一种重度铬污染土壤的长效修复方法，其特征在于，包括：先使用多硫化钙对所述重度铬污染土壤进行化学还原稳定化初步修复，再向还原后的土壤中加入微生物营养剂刺激强化土著微生物进行生物还原稳定化长效修复；所述初步修复时，多硫化钙在所述重度铬污染土壤中的添加量为1.5％～5％(w/w)；所述长效修复时，微生物营养剂在所述还原后土壤中的添加量为10％～15％，且所述微生物营养剂碳氮比为40～60。2.根据权利要求1所述的重度铬污染土壤的长效修复方法，其特征在于，所述重度铬污染土壤的浸出六价铬含量为30～120mg/L。3.根据权利要求2所述的重度铬污染土壤的长效修复方法，其特征在于，所述重度铬污染土壤中六价铬含量为2000～5000mg/kg，且碳氮比为8～10。4.根据权利要求1所述的重度铬污染土壤的长效修复方法，其特征在于，所述多硫化钙以石硫合剂水剂或晶体的形式使用。5.根据权利要求1～4任一项所述的重...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕正勇，范吉强，郭明达，方华祥，李来顺，冯国杰，李淑彩，
申请(专利权)人：北京高能时代环境技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11