[发明专利]一种针对土壤中含砷有机物的多重联合修复系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，特别涉及一种针对土壤中含砷有机物的多重联合修复系统及方法。

背景技术

土壤环境是构成生态系统的基本要素之一，是人类和生物赖以生存和发展的基础，土壤环境状况不仅直接影响到国民经济发展和国土资源环境安全，而且关系到农产品安全和人体健康。有机砷是导致土壤污染的重要成分，近年来，由砷污染导致的地方性砷中毒已经遍及全球，砷污染的来源除了化工及农业生产之外，另外源于二战以后日本侵华战争遗弃化学武器所造成的污染。调查表明，在中国18个省市曾经发现日本遗弃的化学武器。目前发现的化学武器数量大、分布广，而且含砷毒剂种类繁多，如芥子气、光气、苯氯乙酮、路易氏剂(L)、二苯氰胂(DC)、二苯氯胂(DA)等。由于埋藏时间长，包装和弹体已经严重腐蚀，部分化学弹中的毒剂外泄,对环境造成了极为严重的污染。毒剂泄漏到土壤中的毒剂多数发生了降解，产物主要是氧联双二苯砷、二酸砷、苯砷酸、氯乙烯氧胂和氯乙烯砷酸等含砷化合物。这些化合物在自然界中通常难以降解，可持续几十年毒效，对人类的危害较严重。如何治理有机砷污染，是彻底处理日本遗弃化学武器工作中不可回避的问题。为净化国土、保护环境、避免群众伤亡，日本在华遗留化学武器埋藏地的污染问题亟待解决。

对污染的土壤修复技术一般分为三类，分别是物理修复技术、化学修复技术，以及生物修复技术。其中，物理修复技术是指通过各种物理过程将污染物（特别是有机污染物）从土壤中去除或分离的技术。热处理技术是应用于工业企业场地的主要物理修复技术。主要包括热脱附技术、微波加热技术、以及蒸汽浸提技术，已经应用于苯系物、多环芳烃、多氯联苯和二噁英等污染土壤的修复。化学技术主要有土壤固化/稳定化技术、淋洗技术、氧化还原技术、光催化降解技术以及近几年新兴的电动力修复技术。生物技术则主要包括植物修复、微生物修复、生物联合修复等技术。

到目前为止，化学武器中含砷有机物对土壤造成的危害严重，我国处理该类污染土壤的方法大部分还停留在挖掘填埋法；原位处理技术中以“等离子焚烧”技术闻名，属物理修复技术。等离子焚烧技术是由德国和瑞士公司联合开发，是一种令人青睐的新技术，目前还开发了移动式小型等离子炉。对含砷有机物去除率很高，但是成本高，耗能大。为了解决土壤大面积污染问题，我国还提出了植物修复的解决方案，并与日方达成共识，中日双发目前已经开展了一些准备工作，2005年和2006年分别对污染严重的林地做了大量实验，掌握了污染土壤分布、污染物种类、污染程度和污染土壤的理化性质等情况。针对污染物特点，中方专家还根据国外植物修复技术成果，选择了对砷具有超富集作用的蜈蚣草、大叶井口边草、含羞草、灌木马拉巴牡丹等近10种植物。并现场采集了污染土壤，进行植物修复可行性验证试验。目前验证试验尚未完成。与此同时，植物修复与其他物理化学方法修复联合技术也成为值得商榷的焦点。

微波催化方法已广泛应用于土壤污染处理技术，属热修复技术。热修复技术是近年来国外发展较快的有机污染土壤的修复技术，土壤热修复技术设备一般利用柴油作燃料来直接或间接加热。微波修复技术具有高效技能和易于操作控制等优点，是处理有机污染物的良好技术手段。但微波方法对于可挥发性有机物及易分解性有机物可造成明显效果，对于难挥发难分解的含砷有机物尚不能达到处理标准。化学法相对于物理方法有更易操作的优点。常用的氧化剂包括过氧化氢、高锰酸钾、过硫酸钠等。过氧化氢在碱性条件下易分解，结合硫酸亚铁，催化过氧化氢产生羟自由基，从而达到氧化目的。但亚铁离子易被氧化成铁离子，因此需要同时添加辅助剂，保持亚铁离子的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效的、高效的、针对土壤中含砷有机物的多重联合修复系统及方法。

本发明采用的技术方案为：

该修复系统由微波修复系统、化学氧化系统以及植物修复系统组成；

所述微波修复系统的组成为：微波发生器悬挂设置在土壤污染带上方，并在微波发生器面向土壤的一侧连接若干个辐射器；在微波发生器的上方设置微波加热装置，并设置集气棚将微波加热装置、微波发生器及土壤污染带笼罩在内，集气棚通过管道与废气处理装置连接；土壤污染带内散布微波吸收材料，并设置若干个温度感应器；控制中心分别与温度感应器、微波发生器连接；

所述化学氧化系统的组成为：在土壤污染带的区域内挖设若干个氧化剂加药井，各个加药井分别通过蠕动泵和阀门与氧化剂药箱连接；

所述植物修复系统为种植在土壤污染带表面的具有富集五价砷功能的植物。

所述植物修复系统采用的植物为蜈蚣蕨。