一种修复砷、铅、铬等多种重金属污染土壤的方法技术

本发明专利技术属于土壤重金属修复领域，具体涉及一种修复砷、铅、铬等多种重金属污染土壤的方法。本发明专利技术方法为：在砷、铅、铬等多种重金属污染土壤上，加入EDTA等活化剂；给土壤洒水保持土壤湿度40%，加入亚铁盐和加或不加铁盐；加入氧化钙调节土壤pH至9

【技术实现步骤摘要】
一种修复砷、铅、铬等多种重金属污染土壤的方法


[0001]本专利技术属于土壤重金属修复领域，具体涉及一种修复砷、铅、铬等多种重金属污染土壤的方法。

技术介绍

[0002]重金属污染物进入土壤后难以被降解，具有隐蔽性、滞后性、不可逆性和累积性等特点，具有潜在的风险性，通过食物链富集，对动植物的生存、人类健康及社会发展存在极大危害。如何修复受污染土壤，进而减少农产品重金属含量成为了国内外研究者广泛研究的问题。
[0003]目前我国重金属污染土壤修复技术主要有客土置换法、电动力学修复法、重金属热解法、土壤淋洗法、原位化学稳定化修复技术、植物修复法等，其中常用的能从根本上去除重金属技术是客土置换法、土壤淋洗法、植物修复法等。但是这类技术工程量大、修复成本高、修复周期长、经修复后不利于农作物生长等缺陷，因此，亟需开发能有效去除重金属污染土壤中的重金属，且土壤经修复后对农作物生长不造成影响的高效技术。
[0004]现有中国专利申请(201811030873.1)公开了一种污染土壤的重金属去除方法，更详细地，涉及针对被重金属污染的土壤的重金属去除力优异，甚至可以良好地除去半磁性重金属，且使经过工序的土壤对植物生长具有有益效果的污染土壤的重金属去除方法。该技术工序包括混合吸附、磁力分选吸附、通过电解回收工序等多重工序。该技术能有效的去除重金属，但是总体工艺较复杂，需通过电解回收工序，不适应大规模应用。
[0005]中国专利申请(202110458741.4)公开了一种土壤重金属镉去除剂及其制备方法与应用。该去除剂通过设计柠檬酸、秸秆粉末、脱硫石膏、硫酸钠、蒙脱石作为重金属镉去除剂主料，且通过设计聚丙烯酰、松油醇、活性炭、黄孢原毛平革菌胞外聚合物、多羟基胺基聚醚作为辅料，并配合助凝剂、水和果胶，构成一种新的重金属镉去除剂，可有效与重金属镉结合，从而可达到去除土壤重金属镉的目的，将含有重金属镉的土壤进行良好的恢复。该技术能有效去除重金属镉，但是去除剂原料较多，制备方法复杂，应用时需用到土壤过筛处理，不适宜应用到大田上，且该去除剂仅针对重金属镉去除。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术的不足，本专利技术旨在提出一种修复多种重金属污染土壤的方法，该方法能同时实现砷、铅、铬等多种重金属污染土壤的修复。本方法通过添加铁盐或亚铁盐在土壤中形成铁氧化体，再利用磁力吸附的方式，能将土壤重金属离子根本性去除，同时在过程中通过添加生物催化剂物质，能够有效保持土壤的微生物结构，不破坏土壤土质。该方法适用于不同污染程度的土壤，能减少土壤重金属污染物的含量，达到安全种植的目的。
[0007]本专利技术的基本构思为：在砷、铅、铬等多种重金属污染土壤上，加入EDTA等活化剂；给土壤洒水保持土壤湿度40％，加入铁盐和加或不加亚铁盐；加入氧化钙调节土壤pH至9
‑
10，加入蛋白酶、几丁质酶等生物催化剂保护土壤的微生物结构；利用加热板等加热装置进行土壤加热温度至35
‑
40℃；加热的同时搅拌土壤增加土壤空气含量，进行氧化；静置养护，使土壤形成铁氧体，利用磁力棒去除土壤中的铁氧化体；加入草酸调节土壤pH至6
‑
7。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：
[0009]一种修复多种重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：
[0010](1)向重金属污染土壤中加入活化剂，保持活化剂与土壤质量比为1：20，翻转混匀，加水，使土壤含水率为40％；
[0011]所述活化剂选自乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)和二乙基三胺五乙酸(DTPA)中任一种或多种；
[0012]所述受重金属污染土壤中重金属元素包括砷、铅、铬中任意两种或三种；
[0013](2)养护1天后，向土壤中加入亚铁盐，和加或不加铁盐，亚铁盐和铁盐的总含量占土壤质量的3％
‑
4％，翻转混匀；再加入氧化钙，调节土壤pH至9
‑
10；继续加入微生物酶，微生物酶的含量占土壤质量的5
‑
6％，翻转混匀；所述亚铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁或硝酸亚铁；所述铁盐为硫酸铁、氯化铁或硝酸铁；
[0014]所述微生物酶为蛋白酶和/或几丁质酶；优选的，所述微生物酶为质量比为1：1的蛋白酶和几丁质酶；
[0015]所述蛋白酶的酶活力为20
‑
50万IU/G；
[0016]所述几丁质酶的酶活力为10万IU/G；
[0017](3)借助升温方式提高土壤温度至35
‑
40℃，并保温25
‑
40min，在升温及保温过程中来回翻动土壤；
[0018]所述升温方式为利用加热板等加热装置进行土壤加热，或在耕作层土壤通过预埋入电热线进行升温；
[0019](4)加热完毕后，将土壤静置养护1
‑
7天，使土壤形成铁氧体，再利用磁吸装置去除土壤中的铁氧体；
[0020]所述磁吸装置为磁力棒或磁力旋耕机；
[0021](5)向土壤中加入草酸，将土壤pH调节至6
‑
7。
[0022]上述修复多种重金属污染土壤的方法的机制在于：
[0023](1)添加EDTA等活化剂提高土壤中重金属镉、砷、铅、铬等的有效态，活化土壤中的重金属离子如Cd
2+
、Pb
2+
、As
3+
、Cr
3+
等二价或三价金属离子，便于后续步骤的提取。
[0024](2)在土壤中加入硫化亚铁，调节土壤pH，提高土壤温度，并保持土壤足够的空气，通过氧化作用，在土壤内部形成铁氧体，在铁氧体形成的过程中，重金属离子会通过吸附、夹带、包裹等作用，进入铁氧体晶格，取代铁氧体晶格中的Fe
2+
或Fe
3+
的位置，形成复合铁氧体。
[0025]铁氧化体的形成过程：
[0026]M
n+
+Fe
2+
+Fe
3+
+OH
‑
→
M(OH)n+Fe(OH)3+Fe(OH)2→
复合铁氧体
[0027]式中：M代表离子类型，n代表价态，M
n+
为二价亚铁离子或其他二价或三价可溶性金属离子，如Cd
2+
、Pb
2+
、As
3+
、Cr
3+
。
[0028](3)在铁氧体形成过程中，加入的蛋白酶、几丁质酶等复合微生物酶，能够在土壤修复过程中缓冲土壤pH调节、加热等过程可能对土壤土质造成的影响，同时能够改善土壤
的团粒结构，改良土壤的理化性质。
[0029](4)土壤中铁氧体形成后，利用铁氧体的磁性，能够通过磁力棒或磁力旋耕机将铁氧体吸附，从而达到重金属去除的目的。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和显著优势：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种修复多种重金属污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）向重金属污染土壤中加入活化剂，保持活化剂与土壤质量比为1：20，翻转混匀，加水，使土壤含水率为40%；所述活化剂选自乙二胺四乙酸二钠、乙二胺二琥珀酸和二乙基三胺五乙酸中任一种或多种；所述受重金属污染土壤中重金属元素包括砷、铅、铬中任意两种或三种；（2）养护1天后，向土壤中加入亚铁盐，和加或不加铁盐，亚铁盐和铁盐的总含量占土壤质量的3%
‑
4%，翻转混匀；再加入氧化钙，调节土壤pH至9
‑
10；继续加入微生物酶，微生物酶的含量占土壤质量的5
‑
6%，翻转混匀；所述亚铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁或硝酸亚铁；所述铁盐为硫酸铁、氯化铁或硝酸铁；所述微生物酶为蛋白酶和/或几丁质酶；（3）借助升温方式提高土壤温度至35
‑
40℃，并保温...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡露，尹美根，袁海伟，唐守寅，田一君，王诗龙，曾星，殷梦竹，袁腾跃，
申请(专利权)人：泰和县农业农村发展服务中心，
类型：发明
国别省市：