[发明专利]仿生修复重金属污染土壤的方法

说明书

仿生修复重金属污染土壤的方法。包括：在一定温度和pH条件下，用含天然有机酸配位剂的水溶液充分洗涤被重金属污染的土壤；当土壤中重金属含量达标或水洗液中的重金属含量不再继续增加后，分离土壤和含重金属的上层水洗液；之后在太阳光或模拟太阳光照下，以及一定pH条件下，于含重金属的上层水洗液中加入含过渡金属试剂、含钙试剂、含磷试剂和/或碳酸盐；待水相中重金属浓度不再降低后，经过低温静置沉淀，分离含待除重金属沉淀物和上层水相；该上层水相经pH值调节和补充适量有机酸配位剂后，循环用于土壤的洗涤。这种在近自然条件下“仿生”修复被重金属污染的土壤的方法既保留了生物修复的“环境友好”优势，又缩短了土壤修复所需时间。

【技术领域】

本发明属于环境保护/治理技术中的受重金属污染土壤的修复或其它含重金属的固体废弃物的处理领域。特别是一种针对重金属污染土壤的仿生修复技术，是一种环境友好型的修复方法。

【背景技术】

土壤是人类赖以生存与发展的重要自然资源。随着金属加工业、电镀业、机械制造业、制革业和纺织业等工业领域的迅速发展，越来越多的重金属污染物进入土壤，引起土壤的重金属污染。不可降解的重金属严重抑制农作物正常成长，并通过食物链危害人类健康。

重金属污染土壤的修复思路可概括为两类：一是改变重金属在土壤中的存在形态，使其固定(化)于土壤之中，从而降低其在环境中的迁移和生物可利用性；二是将重金属从土壤中去除，使其残留浓度接近或达到背景值。

第一种修复思路，只能是暂时固定(化)重金属而已。当土壤环境改变时，尤其是当土壤pH下降，或有配位剂进入土壤时，重金属将会重新溶出，恢复迁移性，重新进入作物体内。因此该方法不能解决土壤污染治理的根本问题。

相比之下，第二种修复思路(即将重金属从土壤中去除，使其残留浓度接近或达到背景值)才能从根本上解决重金属污染土壤的修复问题。

土壤中重金属的脱除方法主要分为物理、化学和生物方法。目前尚无具备竞争力的“纯”物理修复技术；而且在化学修复过程中，容易引起污染转移或二次污染)。相比之下，生物修复法以其突出的环境友好性而受到重视。

然而生物修复法存在的问题是：由于重金属不是生物的组成成分(迄今尚未发现任何生命体以重金属为其主要营养成分，多为异物！)，这就限制了单位质量的生物所能固着的重金属量，因而“直接”生物修复法不仅耗时长，效率低，而且含重金属的废弃生物(例如植物或微生物)的处置负担也过重。尽管如此，生物修复所遵循的物理化学机理值得研究。

【发明内容】

本发明的目的是为了兼顾经济、高效、且环境友好地修复重金属污染土壤的需要，而提出了一种仿生修复重金属污染土壤的方法。

受自植物对土壤重金属的富集和修复的启发，并在系统研究植物修复土壤重金属所遵循的物理化学机理(即“溶解-吸收-固着”机制)的基础上，本发明提出了“仿生修复土壤”新思路，即模拟植物修复土壤过程。在近自然条件(光照，近土壤的自然pH范围内)下“仿生”修复被重金属污染的土壤。旨在强化/加快植物自然修复土壤过程。

由于摒弃了最慢的吸收重金属的过程，本发明保留了生物修复的“环境友好”优势，并配合光助有机酸配位剂的分解，可促进重金属的沉降，加速了溶解和固着重金属的过程，从而缩短了土壤修复所需时间。而且相比于植物修复，可大大减少了土壤修复后的废弃物量。修复过程未向体系中添加任何有害元素，处理条件接近土壤自然条件，对土壤“伤害”小，工艺绿色环保。所用试剂经济易得，分离得到的含重金属的废渣即可作为重金属“矿物”使用，也可通过填埋，回归地球，因此是一种环境友好型的处理工艺。该工艺可以广泛应用于被金属加工业、电镀业、机械制造业、制革业和纺织业等领域所排放的含重金属废水所污染的土壤。

本发明的技术方案

一种仿生修复重金属污染土壤的方法，该方法包括以下步骤：