一种修复重金属污染土壤的方法技术

本发明专利技术涉及一种修复重金属污染土壤的方法，使用有机酸和海藻有机聚合物氧化剂实现土壤中重金属的还原转化，使用海藻有机聚合物能量剂实现重金属絮凝沉降。本发明专利技术的有益效果：修复重金属污染土壤的方法，能有效改变重金属的形态，提高其稳定态的比例，降低其移动性，可溶性和生物有效性；完全使用有机物质还原稳定并沉降农田土壤中重金属污染物，特别是重金属镉和六价铬，不破坏土壤耕种功能，无土壤板结的副作用，不产生二次污染；处理时间短，见效快，操作容易，适用于水田和旱田，尤其适用于镉污染水稻田。

【技术实现步骤摘要】
一种修复重金属污染土壤的方法
本专利技术属于土壤治理
，具体涉及一种修复重金属污染土壤的方法。
技术介绍
重金属是生态环境中对人类和其他生命具有极大潜在危害的污染物。它基本不会被环境中的微生物分解，相反当重金属具有可溶性和可迁移性时，能够迁移到动植物等生物体。重金属能够通过水和土壤迁移至人和动物食用的农作物和植物中，一旦人类和动物消费这些含有重金属的农作物和植物，危害性非常大。科学界早已经证明重金属的危害，并且一直在寻求各种有效的方法解决土壤重金属问题。重金属污染的可怕还在于其危害的潜在性和长期性，重金属在环境中积累的初期，不易为人们察觉；与氰化物、一般有机物的自净作用相反，重金属污染物无法通过降解作用自净，但可以通过生物食物链富集。在这一过程中，难分解易残留的重金属若通过食物进入人体内，能在人体的某一部位积累，使人慢性中毒，难以医治，极大地危害着人体健康和环境安全。因此，对重金属污染土壤的修复处理特别是对重金属污染的农田耕地进行有效处理，已迫在眉睫。重金属污染农田耕地土壤修复处理，尤其是重金属污染水稻田的修复处理，鉴于农业耕地的特殊性，修复处理非常艰难和复杂。目前的方法，概况起来基本包括：通过种植植物吸附重金属，通过微生物吸收重金属，通过往土壤添加化学物质吸附重金属，通过往土壤添加化学物质改变重金属形态，通过往土壤添加化学物质改变土壤提高pH值以阻隔植物根系吸收重金属，通过物理方法置换土壤。目前使用各种土壤修复剂，土壤改良剂，土壤调节剂和土壤重金属处理剂修复处理水稻田，或多或少能够起到降低稻米镉等重金属浓度的作用。通过改变耕种的农艺和投加石灰改变土壤pH以降低水稻根系吸收重金属的概率，这种方法能有一定的效果。但是，这些方法都存在一些不足和缺陷，集中表现在：植物吸附重金属的方法，时间长，见效慢，需要农田休耕，直接影响水稻的正常耕种；采用微生物吸收重金属的方法，吸收效果不佳，而且对农田耕地长期耕种的安全性和稳定性存在潜在的隐患；采用化学物质吸附重金属或改变重金属形态的方法，土壤存在二次污染的风险，影响土壤的正常耕种功能；重金属还原稳定后，当使用化肥或者农药时，容易恢复原来的状态。通过改变农艺和使用石灰提高土壤的pH值并且保持水稻田一直水覆盖的方法，操作复杂且容易造成土壤板结，影响粮食产量。物理方法置换土壤，鉴于工作量大和成本高的原因，基本不具有可行性。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种修复重金属污染土壤的方法，是一种使用有机处理剂处理重金属污染农田土壤和降低农作物重金属浓度的方法，使污染农田土壤中的重金属污染物还原稳定和深层沉降。本专利技术的目的是提供一种修复重金属污染土壤的方法。根据本专利技术的具体实施方式的修复重金属污染土壤的方法，所述方法包括以下步骤：(1)土壤预处理：引入灌溉水把重金属污染农田土壤覆盖，所述灌溉水深4-6厘米，反复翻耕使之变成泥浆状土壤；(2)初步修复：将一种酸性物质与海藻有机聚合物氧化剂分别喷洒到步骤(1)形成的所述泥浆状土壤中，再次反复翻耕，静置72-90小时，形成初步修复土壤，所述酸性物质为有机酸或过氧化氢稀释液；重复上述初步修复过程3-5次；(3)进一步修复：保持土壤表层水深4-6厘米，向步骤(2)形成的初步修复土壤中加入海藻有机聚合物能量剂，反复翻耕，静置60-120分钟，使土壤和水呈弱碱性，pH为7-8；(4)稳定和追肥：步骤(3)进一步修复后，静置6-7天，土壤添加海藻有机聚合物稳定剂，使土壤和水的pH稳定于6.5-7.5之间。对土壤进行追施有机肥或复合肥，恢复土壤正常耕作功能，提高土壤肥效。上述步骤中，有机酸或过氧化氢稀释液或海藻有机聚合物氧化剂或海藻有机聚合物能量剂均按照农田面积和土壤翻耕深度的乘积计算出受处理土壤体积，再根据受处理土壤的体积计算有机酸或过氧化氢稀释液或海藻有机聚合物氧化剂，海藻有机聚合物能量剂，或海藻聚合物稳定剂的添加量。根据本专利技术的具体实施方式的修复重金属污染土壤的方法，其中，步骤(1)中，所述翻耕深度为30-50厘米，水稻田的所述翻耕深度为40厘米。翻耕深度根据作物根系最深深度决定。根据本专利技术的具体实施方式的修复重金属污染土壤的方法，其中，步骤(2)中，按照农田面积和土壤翻耕深度计算出受处理土壤体积，再根据受处理土壤的体积计算酸性物质与海藻有机聚合物氧化剂的添加量，每立方米受处理土壤投加12升酸性物质和2升海藻有机聚合物氧化剂。根据本专利技术的具体实施方式的修复重金属污染土壤的方法，其中，步骤(1)-(3)中，每一亩反复翻耕的时间不少于30分钟。根据本专利技术的具体实施方式的修复重金属污染土壤的方法，其中，步骤(2)中，所述海藻有机聚合物氧化剂的制备方法为：将深海海藻搅拌使之破碎，然后加入35％的浓硫酸使之酸化；再采用35％的氢氧化钠浸提后过滤，得到所述海藻有机聚合物氧化剂，所述海藻有机聚合物氧化剂的pH为11.5-13.5。根据本专利技术的具体实施方式的修复重金属污染土壤的方法，其中，步骤(2)中，所述有机酸包括柠檬酸，草酸和醋酸；所述过氧化氢稀释液为采用35％的过氧化氢溶液进行稀释，稀释后的浓度为7-10％。根据本专利技术的具体实施方式的修复重金属污染土壤的方法，其中，步骤(3)中，所述海藻有机聚合物能量剂的制备方法为：将深海海藻搅拌使之破碎，然后静置72小时后加入3％的稀释硫酸使之酸化；再采用35％的氢氧化钠浸提后过滤，得到所述海藻有机聚合物能量剂，所述海藻有机聚合物能量剂的pH为11.5-13.5。根据本专利技术的具体实施方式的修复重金属污染土壤的方法，其中，步骤(3)中，按照农田面积和土壤翻耕深度计算出受处理土壤体积，再根据受处理土壤的体积计算海藻有机聚合物能量剂的添加量，每立方米受处理土壤投加2升海藻有机聚合物能量剂。根据本专利技术的具体实施方式的修复重金属污染土壤的方法，其中，步骤(4)中，所述的海藻有机聚合物稳定剂的制备方法为：将深海海藻搅拌使之破碎，然后加入3％的稀释硫酸使之酸化；再采用3％的氢氧化钠浸提后过滤，得到所述海藻有机聚合物氧化剂，所述海藻有机聚合物氧化剂的pH为6.5-7.5。根据本专利技术的具体实施方式的修复重金属污染土壤的方法，其中，步骤(4)中，添加海藻提取出的稳定剂使土壤和水的pH均保持6.5-7.5，所述稳定剂的添加量为每立方米土壤投加2升。根据本专利技术的具体实施方式的修复重金属污染土壤的方法，其中，完成步骤(1)-(4)所用的时间为30-45天。海藻是生长在海中的藻类，自身具备吸收海水中多种无机元素的功能。人们早已经利用海藻作为原料制作海藻胶和海藻酸钠等产品，广为人们应用。国外的科学家通过多年的研究，已经成功地利用科学方法从海藻中提取多种提取物并制作出了相关的海藻提取物产品。这些海藻提取物，具有吸附和粘合功能，还有其它的特性。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术的修复重金属污染土壤的方法，使用有机酸和海藻有机聚合物氧化剂作为还原剂实现土壤中重金属的还原转化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种修复重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n(1)土壤预处理：引入灌溉水把重金属污染农田土壤覆盖，所述灌溉水深4-6厘米，反复翻耕使之变成泥浆状土壤；/n(2)初步修复：将一种酸性物质与海藻有机聚合物氧化剂分别喷洒到步骤(1)形成的所述泥浆状土壤中，再次反复翻耕，静置72-90小时，形成初步修复土壤，所述酸性物质为有机酸或过氧化氢稀释液；重复上述初步修复过程3-5次；/n(3)进一步修复：保持土壤表层水深4-6厘米，向步骤(2)形成的初步修复土壤中加入海藻有机聚合物能量剂，反复翻耕，静置60-120分钟，使土壤和水呈弱碱性，pH为7-8；/n(4)稳定和追肥：步骤(3)进一步修复后，静置6-7天，修复土壤中加入海藻有机聚合物稳定剂，使土壤和水的pH为6.5-7.5，对土壤进行追施有机肥或复合肥，恢复土壤正常耕作功能，提高土壤肥效。/n

【技术特征摘要】
1.一种修复重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)土壤预处理：引入灌溉水把重金属污染农田土壤覆盖，所述灌溉水深4-6厘米，反复翻耕使之变成泥浆状土壤；
(2)初步修复：将一种酸性物质与海藻有机聚合物氧化剂分别喷洒到步骤(1)形成的所述泥浆状土壤中，再次反复翻耕，静置72-90小时，形成初步修复土壤，所述酸性物质为有机酸或过氧化氢稀释液；重复上述初步修复过程3-5次；
(3)进一步修复：保持土壤表层水深4-6厘米，向步骤(2)形成的初步修复土壤中加入海藻有机聚合物能量剂，反复翻耕，静置60-120分钟，使土壤和水呈弱碱性，pH为7-8；
(4)稳定和追肥：步骤(3)进一步修复后，静置6-7天，修复土壤中加入海藻有机聚合物稳定剂，使土壤和水的pH为6.5-7.5，对土壤进行追施有机肥或复合肥，恢复土壤正常耕作功能，提高土壤肥效。


2.根据权利要求1所述的修复重金属污染土壤的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述翻耕深度为30-50厘米，水稻田的所述翻耕深度为40厘米。


3.根据权利要求2所述的修复重金属污染土壤的方法，其特征在于，步骤(2)中，按照农田面积和土壤翻耕深度计算出受处理土壤体积，再根据受处理土壤的体积计算酸性物质与海藻有机聚合物氧化剂的添加量，每立方米受处理土壤投加12升酸性物质和2升海藻有机聚合物氧化剂。


4.根据权利要求1所述的修复重金属污染土壤的方法，其特征在于，步骤(1)-(3)中，每一亩反复翻耕的时间不少于30分钟。


5.根据权利要求1所述的修复重金属污染土壤的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述海藻有机聚合物氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·Y·周，刘国选，
申请(专利权)人：斯蒂芬·Y·周，
类型：发明
国别省市：美国;US