[发明专利]一种固定土壤重金属以保护地下水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及修复重金属污染土壤的化学治理技术领域，尤其是指一种固定土壤重金属以保护地下水的方法。

背景技术

随着工农业生产的发展，土壤-植物-水系统中重金属污染问题日趋严重。2014年4月17日公布的全国土壤污染状况调查公报表明，我国耕地土壤点位超标率为19.4％。我国每年被重金属污染的粮食多达1200万吨，由农产品的重金属污染导致的经济损失在逐年增加，2000年已达到320亿元人民币；而且可通过雨水的淋洗作用污染地下水，恶化水文环境，并可能通过接触、食物链等途径直接或间接地危害人类。在许多重点地区，土壤及地下水污染已经导致癌症等疾病的发病率和死亡率明显高于没有污染的对照区数倍到10多倍。土壤重金属污染已成为限制社会经济可持续发展和中国农产品国际贸易的重大障碍之一，污染土壤迫切需要修复治理。

重金属污染土壤的治理方法多种多样，其中化学淋洗是修复重金属污染土壤的有效技术手段之一。大多情况下，原位修复能显示出其修复效率和成本上的优越性，但是原位化学淋洗面临的问题是土壤淋洗产生的淋出液的处理，淋出液处理不当，将造成地下水污染。目前国际上淋出液常采用泵出处理(P&T)技术，但成本高。

第二种是土壤重金属钝化/固定技术，针对酸性污染土壤多采用石灰等作为钝化剂，但石灰水溶性和扩散性差，如果要固定深层土壤重金属，必须挖开表层土壤，施入到深层，从而增加成本。因此，为了保护地下水，有必要开发能低成本深层次固定土壤重金属的治理修复方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提供一种成本较低、操作简单、重金属不会下渗污染地下水的方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种固定土壤重金属以保护地下水的方法，采用氢氧化钾固定剂在重金属污染土壤表面进行施加，并通过灌水和自然扩散来实现垂直渗透分布，从而形成垂直的碱性固定带或在土壤下层形成碱性固定带来固定土壤重金属，以达到保护地下水的目的。

所述氢氧化钾固定剂的用量为0.5～2kgm^-2。

所述碱性固定带为中碱性固定带或高碱性固定带。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、与常用的石灰相比，本发明所选用的氢氧化钾(KOH)固定剂可扩散到深层土壤固定重金属，固定范围大，更有效地控制了对地下水的可能风险；

2、本发明所选用的氢氧化钾(KOH)固定剂，环境友好，能附带给农田施用K肥，且成本不高；

3、与常用的地下水泵出处理(P&T)技术相比，本发明使用固定技术，成本明显较低；

4、与常规表层土壤固定重金属、减少作物吸收相比，本发明可将重金属固定在根系很少的深层土壤，安全系数更高。

附图说明

图1a为实施例1中室内试验表面加KOH后0-20cm土壤pH值随时间的变化图(图中T1、T2和T3分别在表面加KOH 0、0.75和1.5kgm^-2)。

图1b为实施例1中室内试验表面加KOH后20-40cm土壤pH值随时间的变化图(图中T1、T2和T3分别在表面加KOH 0、0.75和1.5kgm^-2)。

图1c为实施例1中室内试验表面加KOH后40-60cm土壤pH值随时间的变化图(图中T1、T2和T3分别在表面加KOH 0、0.75和1.5kgm^-2)。

图2a为实施例2中甘蔗垄沟表面施加KOH处理后0-20cm土壤pH值随时间的变化图。

图2b为实施例2中甘蔗垄沟表面施加KOH处理后20-40cm土壤pH值随时间的变化图。

图3为实施例3中污染试验田、地下水水样采样井和KOH注碱井的平面分布简图。

图4为实施例3中污染农田化学淋洗前后地下水pH值的变化图。

图5为实施例3中污染农田化学淋洗前后地下水Cd浓度的变化图。

图6为实施例3中污染农田化学淋洗前后地下水Pb浓度随时间的变化图。

具体实施方式

下面结合三个具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1