[发明专利]一种汞污染水稻土的综合修复方法

说明书

本发明公开了一种汞污染水稻土的综合修复方法，该方法包括步骤土壤PH调节、阳离子交换树脂吸附、汞超富集植物种植及微生物废料的利用。本发明可本发明综合使用物理吸附法、植物修复法、微生物修复法等土壤修复措施，可显著降低汞污染水稻土中汞的含量，具有治理成本低、周期短、汞清除效率高和无二次污染的特点，兼具工作管理强度低、治理效果稳定性高的优点，适合大面积的重金属污染土壤的改良，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及农业科学技术领域，特别涉及一种汞污染水稻土的综合修复方法。

背景技术

重金属是指比重大于4或5的金属，约有45种，如铜、汞、锌、铁、钴、汞、锰、镉、汞、钨、铝、金、银等。汞、锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。

汞是一种过渡性金属元素，环境中的汞主要存在形式是单质汞、无机汞化合物和有机汞化合物，土壤中汞的化学形态和土壤的性质、土壤所含水相、pH、土壤体系的氧化还原潜力和有机物与无机物质构成的媒介等有关。通常土壤中汞的无机化合物有HgS、HgO、HgCO₃、HgHPO₄、HgSO₄,HgCl₂,Hg(NO₃)₂等，汞的有机化合物有烷基汞、有机汞农药、土壤腐殖质与汞形成的络合物。在一定条件下，土壤中不同形态的汞可以相互转化。

中国是世界上除了西班牙和意大利外产汞量最大的国家，我国的汞矿资源主要分布在贵州地区，贵州有万山汞矿、丹寨汞矿、铜仁汞矿及务川汞矿等，贵州被称为中国的汞都。贵州地区所贮存汞量约占全中国总量的70％。贵州地区由于汞矿开采向大气排放的汞量约占全球总排放量的12％。全球汞的储存总量约为12.76万吨，每年汞的生产量约为6000吨，我国汞的储存总量约为8万吨，每年汞的生产量最高时约为2684吨，每年汞的排放量超过1000吨，其中我国小黄金行业每年排放的汞量约为250吨，有色冶金行业每年排放的汞量约为386吨，燃煤行业每年排放的汞量约302.87吨，电池行业以及电光源行业每年排放的汞量分别约为163吨和28.9吨。显然，中国是汞使用和汞排放的大国，我国受到汞污染的地区主要集中在贵州、吉林、辽宁、陕西、湖北和重庆等地。根据相关报道，2007年中国的大气汞排放量至少约为643吨。根据UNEP2002年的报道，中国是世界上汞污染最为严重的国家之一，我国大气中汞含量的平均值为5～22t/a，汞平均沉降值大于70μg/m²。我国目前正处于城市化和工业化快速发展的进程中，能源消耗巨大且日益增加，我国的城市生活垃圾、工业“三废”等的排放量也在不断增加，由此所引起的汞污染问题也将日趋严峻。

土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。从根本上说，污染土壤修复的技术原理可包括为：(1)改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式，降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性；(2)降低土壤有害物质的浓度。目前国内外的土壤修复技术可分为物理法、化学法、生物法。

物理吸附固定法是指向受污染的土壤中加入一种材料，将土壤中有效态的汞离子吸附并能够固定，以免其对人体造成伤害的方法并取得比较好的治理效果。

生物法中最为重要的两种方法是植物修复法和微生物修复法，植物修复法是重金属经植物根系吸收后，继而转移、储存到植物的茎叶中，从而达到去除土壤重金属的目的，植物提取技术需要利用特殊植物，这些植物对重金属具有较强的富集能力，要求植物具有生物量大，生长快和抗病虫能力强的优点。植物修复技术的核心和基础是寻找能大量富集重金属的植物—超富集植物。紫竹梅是一种新的重金属超富集植物，且具有繁殖迅速、易于人工种植、单位面积生物量大等优点。因此，该物种可能是一种较理想的植物修复材料。前期研究表明紫竹梅不仅对铬有很高的富集能力，而且对汞也有较高的富集能力。