一种基于生物炭的重金属土壤修复方法技术

本发明专利技术属于土壤修复技术领域，具体涉及一种基于生物炭的重金属土壤修复方法，用于解决土壤重金属污染的问题。本发明专利技术，通过建立土壤重金属分布三维模型，确定受污染土壤范围，可以准确评估污染范围、污染重金属组成以及污染严重程度。通过土壤重金属分布三维模型挖掘受污染土壤，可以准确的分割受污染土壤与正常土壤，提高土壤修复的针对性；继而通过钝化剂固定或吸附重金属，或使重金属形成难溶性盐，降低受污染土壤中重金属的植物吸收，达到土壤修复的效果。复的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于生物炭的重金属土壤修复方法


[0001]本专利技术涉及一种农田修复方法，尤其涉及一种基于生物炭的重金属土壤修复方法。

技术介绍

[0002]土壤无机污染物中以重金属比较突出，主要是由于重金属不能为土壤微生物所分解，而易于积累.转化为毒性更大的甲基化合物，甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积，严重危害人体健康。
[0003]土壤重金属污染物主要有汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等，砷虽不属于重金属，但因其行为与来源以及危害都与重金属相似，故通常列入重金属类进行讨论。就对植物的需要而言，金属元素可分为2类：
①
植物生长发育不需要的元素，而对人体健康危害比较明显，如镉、汞、铅等。
②
植物正常生长发育所需元素，且对人体又有一定生理功能，如铜、锌等，但过多会造成污染，妨碍植物生长发育。
[0004]同种金属，由于它们在土壤中存在形态不同，其迁移转化特点和污染性质也不同，因此在研究土壤中重金属的危害时，不仅要注意它们的总含量，还必须重视各种形态的含量。
[0005]土壤中重金属元素主要有自然来源和人为干扰输入两种途径。在自然因素中，成土母质和成土过程对土壤重金属含量的影响很大。而在各种人为因素中，工业、农业和交通等来源引起的土壤重金属污染所占比重较高。
[0006]1.自然来源
[0007]土壤是由岩石风化而来，不同的岩石含有各种重金属元素，成土母岩的化学元素决定了土壤中化学的最初含量，影响着土壤中重金属元素的环境背景值：同时母岩在形成土壤过程中的影响因素也影响着土壤中的重金属含量，如抗风能力强的石英质岩石对发育于其上的土壤中重金属含量起控制作用，然而抗风能力弱的碳酸盐类岩石对其上发育的土壤中重金属含量控制作用则不强。大气中重金属降尘也是影响土壤中重金属含量的主要自然因素之一。火山爆发、森林火灾、海浪飞溅、植被排出、风力扬尘等过程使很多重金属尘浮于空中。空气中的重金属元素部分被植物吸收，部分通过尘降进入水体、土壤。在自然界中土质污染也影响着土壤重金属的含量。在岩石圈深部，由于岩浆作用、质变作用等复杂的地球化学过程可能形成重金属富集的工业矿床，在矿床附近矿化地层发育的土壤，由矿床流出的富含重金属的地下水流动过程中形成的分散晕上发育的土壤，及以被搬运的矿化物质为母岩所发育的土壤重金属含量往往异常的高。
[0008]2.人为因素造成的土壤重金属污染
[0009]随着人类社会工农业现代化、城市化的发展，人为因素造成土壤重金属污染是当今世界越来越不容忽视的环境问题。重金属多为有色金属，在人类生产、生活各方面应用广泛，同时也伴随着重金属的严重环境污染。有色重金属矿床的开发冶炼是向环境中排放重金属最主要的污染源。通过“三废”向环境中排放重金属的工矿企业，如：采矿、选矿、冶金、
电镀、电工、染料、纺织、炼油等。
[0010]由于这些污染源大多是点性污染源，故对土壤环境来说是不均匀污染，在局部地区土壤重金属污染可能相当严重。随着城市化的发展和市内工业、交通排放各种废弃物的增多，城市土壤中重金属含量显著增加，其中以汞和铅最为突出。随着人为活动向大气中排放的重金属污染物的增多，通过沉降重金属污染土壤也表现得越来越严重，特别是化石燃料的燃烧，如：燃烧释放的汞占人为释放量的57％～71％；燃煤、燃油向大气输入镍占人为释放量的60％～ 78％；由于汽车使用的汽油中加入抗爆剂——四甲基铅和四乙基铅，故在汽车尾气中排放的铅含量为20～50ug/L。在农业中，农药、化肥、污泥的施用，污水灌溉，也是加剧土壤重金属污染的主要途径之一。在化肥中，其原料矿石本身的杂质及生产工艺流程的污染使其重金属的含量颇高，如：有的过磷酸钙肥料中的镉和砷含量较高，据广州市磷肥和石灰测定结果，镉含量为2～3mg/kg，砷含量为60～80ng/kg，汞含量为l～2ng/kg。在农药中以含汞、砷和铅的较多，如：含有机汞制剂有赛力散、西力升等，含有机砷制剂有稻脚青、苏农6401，含砷铅的砷酸钳、亚砷酸铅等，含其他重金属的农药有代森铅等。故长期施用化肥、农药可使土壤遭受重金属污染。
[0011]在土壤中一般不易随水淋溶，不能被土壤微生物分解；相反，生物体可以富集重金属，常常使重金属在土壤环境中逐渐积累，甚至某些重金属元素在土壤中还可以转化为毒性更大的甲基化合物，还有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积，严重危害人体健康。重金属对土壤环境的污染与水环境的污染相比，其治理难度更大.污染危害更大。

技术实现思路

[0012]针对
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供一种基于生物炭的重金属土壤修复方法，目的在于通过钝化剂固定或吸附重金属，或使重金属形成难溶性盐，降低受污染土壤中重金属的植物吸收。
[0013]本专利技术解决上述技术问题提供以下技术方案：
[0014]一种基于生物炭的重金属土壤修复方法，包括以下步骤：
[0015]步骤一：针对受污染区域进行土壤采样、重金属检测并三维建模，得到土壤重金属分布三维模型；
[0016]步骤二：基于土壤重金属分布三维模型，挖掘并收集污染的土壤，得到受污染土壤；
[0017]步骤三：将受污染土壤加入搅拌缸，并加入钝化剂搅拌40min；
[0018]步骤四：将磷酸二铵、氧化钙加入搅拌缸，并搅拌20min；
[0019]步骤五：将硫酸亚铁、氧化镁加入搅拌缸，并搅拌20min
[0020]步骤六：重复步骤三至步骤五，并持续检测土壤重金属含量，直至重金属含量低于国家标准，得到翻新土壤。
[0021]采用该方案后，生物炭具有多孔性，且表面官能团丰富，能够吸附环境中的有机污染物和重金属，从而有效地降低污染物的迁移性和生物可利用性，减少污染物的环境风险。生物炭对重金属吸附容量高，向土壤中添加生物炭可以增加土壤对重金属的吸附容量。而对有机污染物来说，高温制备的生物炭一般具有较强的极性，与有机物质的亲和能力较强；生物炭能够提高土壤中微生物的活性，提高对有机污染物的降解能力。
[0022]施用磷酸二铵可使金属铅、汞、锰、铬、锌、镉形成难溶性磷酸盐，降低土壤中重金属的毒害作用。
[0023]添加硫酸亚铁、氧化镁、氧化钙，可使砷生成不溶性物质而加以固定从而降低砷的活性。硫酸亚铁与氧化钙在有水情况下生成硫酸钙水合物，硫酸钙/硫酸钙水合物与含铁试剂具有协同作用可以进一步降低砷的活性。
[0024]作为优选，所述步骤一土壤采样包括：
[0025]在污染区均匀设置若干采样点；
[0026]使用土壤采样工具，在每个采样点按不同深度采集若干土壤样本；
[0027]每份土壤样本按采样点坐标、采集深度分类并标记。
[0028]作为优选，所述采样点坐标为GPS坐标或北斗坐标中的一种。
[0029]作为优选，所述步骤一检测包括：
[0030]检测每份土壤样本的重金属含量；
[0031]所述检测的重金属含量包括汞、镉、铅、铬、砷；
[0032]所述检测方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于生物炭的重金属土壤修复方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：针对受污染区域进行土壤采样、重金属检测并三维建模，得到土壤重金属分布三维模型；步骤二：基于土壤重金属分布三维模型，挖掘并收集污染的土壤，得到受污染土壤；步骤三：将受污染土壤加入搅拌缸，并加入钝化剂搅拌40min；步骤四：将磷酸二铵、氧化钙加入搅拌缸，并搅拌20min；步骤五：将硫酸亚铁、氧化镁加入搅拌缸，并搅拌20min步骤六：重复步骤三至步骤五，并持续检测土壤重金属含量，直至重金属含量低于国家标准，得到翻新土壤。2.根据权利要求1所述一种基于生物炭的重金属土壤修复方法，其特征在于：所述步骤一土壤采样包括：在污染区均匀设置若干采样点；使用土壤采样工具，在每个采样点按不同深度采集若干土壤样本；每份土壤样本按采样点坐标、采集深度分类并标记。3.根据权利要求2所述一种基于生物炭的重金属土壤修复方法，其特征在于：所述采样点坐标为GPS坐标或北斗坐标中的一种。4.根据权利要求2所述一种基于生物炭的重金属土壤修复方法，其特征在于：所述步骤一检测包括：检测每份土壤样本的重金属含量；所述检测的重金属含量包括汞、镉、铅、铬、砷；所述检测方法为原子吸收光谱法、紫外可见分光光度法、原子荧光法、电化学法—阳极溶出伏安法、X射线...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙新坡，庹先国，李志波，陈超政，廖映华，张良全，郭毅，胡伟山，毕钰璋，黄英杰，袁星，孙山，朱磊，李强，彭均国，
申请(专利权)人：四川华土科技有限公司，
类型：发明
国别省市：