[发明专利]塑化剂和重金属铅污染农田土壤的原位修复方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于修复遭受塑化剂和重金属铅复合污染农田土壤的方法，属于污染农田土壤修复技术领域。

背景技术

塑化剂是一类添加到塑料制品中的酞酸酯有机物，具有软化作用，可增加塑料的柔韧度。由于现代农业生产中大规模使用含有塑化剂类地膜以及农田塑料废弃物残留，造成农田大面积污染。据已知文献报道，塑化剂具有生殖毒性和发育毒性，会造成人体内分泌紊乱、影响生殖系统、增大心血管疾病风险。铅是我国重金属污染综合防治规划中重点监控的重金属之一，具有生物迁移性强、易被植物吸收和积累的特点，对动植物和人体均可产生毒害作用,人体血液中铅含量如超过0.05～0.10mg/L，即产生中毒症状。铅污染农田主要分布在交通干道沿线和企业周边，据统计在珠江三角洲地区，40％以上的农田存在铅超标现象，这种超标现象对生态环境和人类健康造成了极大隐患。塑化剂和重金属铅复合污染农田土壤的修复技术已成为生态环境领域的研究热点。

塑化剂和重金属铅污染农田土壤的修复方法主要有物理、化学、生物三大类。常见的物理法有气相抽提、热解吸等，这类方法对高挥发性的低环烃类修复处理效率较高，但会破坏土壤结构，且能耗和成本较高，实用性不强。塑化剂和重金属铅污染农田土壤的化学、生物修复方法使用较为广泛，常见的化学修复法有化学淋洗、化学固定、化学氧化、化学还原等，具有成本低、处理量大、见效快等优点，但可能造成二次污染，且可能对土壤结构和成分造成不可逆的破坏。生物修复技术有植物修复和微生物修复，具有修复成本低，环境友好的优势，但修复周期较长。

近年来，芬顿(或类芬顿)氧化法修复有机污染农田土壤成为土壤化学修复领域的一个热点。芬顿(或类芬顿)氧化法的原理是基于二价铁与双氧水的反应形成强氧化剂羟基自由基来快速氧化分解有机污染物。但在污染土壤修复过程中，由于土壤组成的复杂性、低传质性，该方法仍存在很多亟待解决的瓶颈。一是二价铁源，氧化反应需要稳定、持续的二价铁来源以保证其可持续性；二是双氧水的浓度与稳定性问题，双氧水浓度过高会对土壤微生物和有机质造成不可逆的破坏，过低则氧化能力变弱，且双氧水自身很容易发生无效分解生产氧气和水；三是土壤修复产生的二次污染问题。

通过添加螯合剂将重金属铅活化进而去除是修复重金属铅污染农田土壤的常用方法。土壤修复中用到的重金属螯合剂有人工合成螯合剂和天然螯合剂两大类，人工螯合剂(如EDTA、CDTA等)螯合能力较强，但长期存在于土壤中有二次污染风险，天然螯合剂(如柠檬酸、草酸等)易分解,不会形成二次污染,但螯合能力较弱。重金属被螯合后，通常需要后续的化学淋洗或植物修复步骤，化学淋洗会严重损害土壤的原有品质，而植物修复周期长且修复不彻底。

目前，塑化剂和重金属铅复合污染农田土壤具有量大面广的特点，原位修复具有较强的可操作性。如中国专利文献CN10155943公开的《用于原位连续修复多环芳烃污染农田土壤的植物套种方法》、CN101947542A公开的《利用灵芝和玉米套种修复多环芳烃污染农田土壤的方法》、CN101298080公开的《一种用于修复多环芳烃污染农田土壤的农艺方法》、CN103691734A公开的《一种阴-非混合表面活性剂强化黑麦草、根际微生物来修复多环芳烃污染农田土壤的方法》以及CN101797581A公开的《一种修复多环芳烃污染农田土壤的生态方法》。这些方法都是通过种植农作物来修复多环芳烃污染的农田土壤，虽不产生二次污染，但修复周期长、修复效率低，劳动强度大，在修复遭受塑化剂和重金属铅复合污染的农田土壤时，具有一定局限性。

CN103252344A公开的《一种电动强化的土壤原位淋洗修复装置和方法》以及N103008334A公开的《污染土壤原位雨水淋滤修复系统》，CN102303041A公开的《复合型重金属污染土壤原位固定化方法》以及CN102101123A公开的《一种重金属污染土壤原位修复方法》，这些方法过程复杂，劳动强度大，修复效率低，在修复遭受塑化剂和重金属铅复合污染的农田土壤时，同样具有一定局限性。

因此，亟需开发一种用于修复遭受塑化剂和重金属铅复合污染的农田土壤的清洁、高效、低成本的方法。

发明内容

针对现有塑化剂和重金属铅复合污染农田土壤修复技术存在的二次污染、效率低、成本高等缺陷，本发明提出一种修复效果好、效率高、成本低、不会二次污染的塑化剂和重金属铅污染农田土壤的原位修复方法，同时提供一种实现该方法的系统。

本发明的塑化剂和重金属铅污染农田土壤的原位修复方法，包括如下步骤：