[发明专利]用于沿海滩涂重金属污染土壤的修复方法

说明书

本发明提供用于沿海滩涂重金属污染土壤的修复方法，属于环境科学领域，包括提供土壤改性，降低滩涂土壤的粘性；提供淋洗，去除活性较高的移动性重金属；提供重金属稳定剂，固定和稳定化重金属；上述重金属稳定剂中包括酸碳化的多孔生物质基质和多层膜结构的固定剂。本发明提供的修复方法能对重金属元素进行固定化；通过破坏土壤毛细管连续性，增加土壤孔隙度，来破坏重金属迁移路径并降低其迁移性；增强土壤中磷酸酶活性，提高土壤中有机质、磷素有效性；提供的重金属稳定剂能增强土壤中脲酶和过氧化氢酶活性，提高土壤肥力和植物对过氧化氢的防毒害能力，所含固定剂能回收并重复利用，降低土壤修复成本，其制备方法能降低酸用量和生产成本。

技术领域

本发明属于环境科学领域，具体涉及用于沿海滩涂重金属污染土壤的修复方法。

背景技术

滩涂围垦和开发是我国沿海地区耕地补充的主要途径之一，对我国沿海地区农业和经济的可持续发展具有重要的战略意义。我国滩涂面积约为250万hm²，而且每年以5000hm²左右的成陆速度向大海延伸。由于大多数滩涂是由沿海围垦而形成，土壤的高含盐量、地下水高矿化程度和重金属污染严重是滩涂利用的主要限制因素。截止目前，我国的滩涂开发的使用率不足50％。由于滩涂盐碱地属于砂质粉土土质，土质贫瘠，难以提供植物的生长所需的养分，并且大量生活、工业污水的排放，使得滩涂土壤中重金属和有毒有害物质含量高，同时含有丰富的有机质和N、P等营养物质。土壤中的N、P等营养物质易随尾水浸出，对周围水体产生二次污染；重金属在自然环境中难以分解，进入土壤后能改变土壤微生物的优势种，也能通过植物吸收而进入植物体内，并通过食物链间接对人体构成威胁，进入水体可污染水生物的生态环境，通过生物链放大进入人体，对人体造成危害。重金属污染与有机物污染不同，重金属本身很难被降解，而且容易通过植物或动物产生富集作用，因此土壤重金属污染的治理难度较大。目前常用的土壤重金属污染的处理，采用农业生态工程措施，在受到重金属污染的土壤上繁殖特殊的植物和微生物，通过这些特殊的植物和微生物吸走或降解土壤中的重金属，从而达到净化土壤的目的，但是这种方法处理时间长、见效慢，会让处理的土壤在较长时间内失去利用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能对重金属元素进行固定和稳定化；能通过破坏土壤毛细管连续性，增加土壤孔隙度，来破坏重金属迁移路径并降低其迁移性；能增强土壤中磷酸酶活性，加速土壤中有机磷循环，提高土壤中有机质、磷素有效性的用于沿海滩涂重金属污染土壤的修复方法，该方法使用的重金属稳定剂能增强土壤中脲酶和过氧化氢酶活性，提高土壤肥力和植物对过氧化氢的防毒害能力，所含固定剂能回收并重复利用，降低土壤修复成本，其制备方法能降低酸用量和生产成本。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

用于沿海滩涂重金属污染土壤的修复方法，包括：提供土壤改性，降低滩涂土壤的粘性；提供淋洗，去除活性较高的移动性重金属；提供重金属稳定剂，固定和稳定化重金属；上述重金属稳定剂中包括酸碳化的多孔生物质基质和多层膜结构的固定剂。该方法通过对重金属污染的土壤进行改性、淋洗和稳定化改良处理，来降低土壤中重金属离子(如铅、锌、铜、镉、砷等)的活性，并将失活的重金属元素置换至多孔载体中，降低其迁移性和生物活性，同时降低植物和动物对重金属的吸收，完成对重金属的固定和稳定化，以此来修复滩涂高潮带、中潮带和低潮带土壤中的重金属污染，在修复过程中不造成二次污染，在土壤修复工程中具有更广泛的应用性。

在一些实施方案中，土壤改性步骤如下：将煤渣进行筛分并选取粒径小于5mm的煤渣颗粒，将待修复区表层0-10cm的污染土壤搅拌打碎，按煤渣:土壤＝1:1-3的干基重量比向土壤中加入煤渣，混合均匀后，向表层按固液比1:1-3喷淋水分，然后老化养护5-10d，得到改性土壤。煤渣是工业固体废物，主要成分是硅酸盐、铁、钙等，其碱性矿物成分对重金属有较强的亲和力，既能改良酸性重金属环境，又能利于后续淋洗操作，且避免了煤渣弃置堆积现象，减少资源浪费和环境风险。