一种土壤和污泥中重金属的定向分离的工艺方法
【专利摘要】本发明是一种土壤和污泥中重金属的定向分离的工艺方法，【具体实施方式】按工艺流程如下：以天然螯合剂改性制备的壳聚糖类和腐殖酸类复合螯合剂稳定土壤和污泥内的重金属物质，防止其向地下水和作物内迁移；筛选与污染重金属相匹配的超富集核累积植物，通过在其根部附着特定的微生物，实现对螯合态重金属的解析和吸收并富集，定期对植物进行收割和集中处理回收；为保证被处理的被污染土地和污泥处理土地的利用，在螯合物稳定剂有效的情况下，简值或轮作种植经济作物或粮食，保持土地的利用和生产。
【专利说明】一种土壤和污泥中重金属的定向分离的工艺方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种治理土壤和污泥中重金属污染物的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]所谓重金属污染，指的是由重金属或其化合物造成的环境污染。主要由采矿、废气排放、污水灌溉以及使用重金属制品等人为因素所致；因人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，并导致环境质量恶化。随着全球经济化的迅速发展，含重金属的污染物通过各种途径进入土壤，造成土壤严重污染。
[0003]土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降，并可通过食物链危害人类的健康，也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。重金属污染的处理方法有很多，主要有生物淋滤法、植物修复法、动电技术、酸化提取法、重金属钝化法等，但所有这些方法都是涉及停止土地的正常耕作及种植，影响正常的生产。
【发明内容】
[0004]发明目的:
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，提供一种土壤和污泥中重金属的定向分离的工艺方法。其目的是在不停止土地的正常耕作和经济作物和粮食的种植和防止重金属向地表和地下水迀移的前提下，定向分离其中的重金属污染物的工艺过程。
[0005]技术方案
一种土壤和污泥中重金属的定向分离的工艺方法，其特征在于:对重金属具有超富集作用的植物种植在土壤或污泥上，同时添加一定的螯合物稳定剂，促进植物对重金属的吸收和防止其渗入地下水，及同时不停止土地的正常耕作和经济作物和粮食的种植；定向分离的工艺分为三个步骤:
(O螯合物稳定剂的制备:以天然螯合剂改性制备的壳聚糖类和腐殖酸类复合螯合剂稳定土壤和污泥内的重金属物质，防止其向地下水和作物内迀移；
(2)定向超富集植物的筛选:筛选与污染重金属相匹配的超富集核累积植物，通过在其根部附着特定的微生物，实现对螯合态重金属的解析和吸收并富集，定期对植物进行收割和集中处理回收；
(3)经济作物的选择和种植:为保证被处理的被污染土地和污泥处理土地的利用，在螯合物稳定剂有效的情况下，简值或轮作种植经济作物或粮食，保持土地的利用和生产。
[0006]在步骤(2)中，定向超富集植物的筛选包括:对镉污染选取龙葵；对镍污染选取庭芥；对汞、铬、铜污染选取景天。
[0007]在步骤(2)中，微生物的选取包括放线菌和真菌，能够实现对重金属进行的解析和吸收并富集。
[0008]优点及效果:
第一，不停止土地的正常耕作和经济作物和粮食的种植； 第二，防止重金属向地表和地下水迀移；
第三，筛选与污染重金属相匹配的超富集核累积植物，通过在其根部附着特定的微生物，实现对螯合态重金属的解析和吸收并富集；
第四，定期对植物进行收割和集中处理，并可以回收贵重金属。
[0009]【专利附图】
【附图说明】:图1为本发明工艺流程图。
[0010]【具体实施方式】:
本发明是一种土壤和污泥中重金属的定向分离的工艺方法，具体工艺技术方法如下:以天然螯合剂改性制备的壳聚糖类和腐殖酸类复合螯合剂稳定土壤和污泥内的重金属物质，防止其向地下水和作物内迀移；筛选与污染重金属相匹配的超富集核累积植物，通过在其根部附着特定的微生物，实现对螯合态重金属的解析和吸收并富集，定期对植物进行收割和集中处理回收；为保证被处理的被污染土地和污泥处理土地的利用，在螯合物稳定剂有效的情况下，简值或轮作种植经济作物或粮食，保持土地的利用和生产。
[0011]实施例1:湖南省某镉污染稻田的原位定向控制和修复项目；
湖南省一块镉污染非常严重的土地需要治理，启动资金至少2000万。将近百亩土地镉含量严重超标，已经开始渗入地下水体，急需进行修复；现开出一片试验田实验本发明。
[0012]本发明以天然螯合剂改性制备的壳聚糖类和腐殖酸类复合螯合剂稳定土壤和污泥内的重金属物质，防止其向地下水和作物内迀移。
[0013]筛选与污染重金属相匹配的超富集核累积植物，通过在其根部附着特定的微生物，实现对螯合态重金属的解析和吸收并富集，定期对植物进行收割和集中处理回收。龙葵为重金属镉超累积植物，它生长周期短，生物量大；具有较强的抗逆境能力，较强的争光、争水和争肥的能力；营养生长迅速、繁殖能力强，以及在环境条件适宜情况下生物量能够急剧提高等特点。接种从垃圾填埋场土壤中筛选的淡紫拟青霉菌和绿色木霉菌，菌株对龙葵生长有促进作用，可增强龙葵对Cd、Pb的吸收能力。龙葵对Cd的富集系数最高可达到
4.25，而其对Pb的富集系数最高仅为0.19。
[0014]经济作物的选择和种植:为保证被处理的被污染土地和污泥处理土地的利用，在螯合物稳定剂有效的情况下，简值或轮作种植经济作物或粮食，保持土地的利用和生产。
[0015]实施例2:内蒙古自治区某地灌区镍污染原位定向控制和修复项目；
内蒙古中部某灌区土壤偏重于重金属污染，耕地环境质量令人堪忧，其中重度污染点位达到了 1.5%，污染元素主要是镍、汞、镉、铬、铜等元素，其中镍已超过了无公害产地标准线，现开出一片试验田实验本发明。
[0016]筛选与污染重金属相匹配的超富集核累积植物，通过在其根部附着特定的微生物，实现对螯合态重金属的解析和吸收并富集，定期对植物进行收割和集中处理回收。在镍污染的土壤中种植庭芥属植物，繁殖能力强，在环境条件适宜情况下生物量能够急剧提高。接种绿色木霉菌，菌株对庭芥生长有促进作用，可增强庭芥对镍的吸收能力。
[0017]经济作物的选择和种植:为保证被处理的被污染土地和污泥处理土地的利用，在螯合物稳定剂有效的情况下，简值或轮作种植经济作物或粮食，保持土地的利用和生产。
[0018]本发明还对其他的重金属也进行了实验，对重金属污染，如镍、汞、镉、铬、铜等，对超富集核累积植物的筛选包括龙葵、庭芥、景天等，对微生物的选择包括放线菌、真菌等，如淡紫拟青霉菌和绿色木霉菌等，都能够起到很好的效果。
[0019]结论:通过以上实验，证明本方法能够很好地在不停止土地的正常耕作和经济作物和粮食的种植和防止重金属向地表和地下水迀移的前提下，定向分离其中的重金属污染物的工艺过程。
【权利要求】
1.一种土壤和污泥中重金属的定向分离的工艺方法，其特征在于:对重金属具有超富集作用的植物种植在土壤或污泥上，同时添加一定的螯合物稳定剂，促进植物对重金属的吸收和防止其渗入地下水，及同时不停止土地的正常耕作和经济作物和粮食的种植；定向分离的工艺分为三个步骤: (1)螯合物稳定剂的制备:以天然螯合剂改性制备的壳聚糖类和腐殖酸类复合螯合剂稳定土壤和污泥内的重金属物质，防止其向地下水和作物内迀移； (2)定向超富集植物的筛选:筛选与污染重金属相匹配的超富集核累积植物，通过在其根部附着特定的微生物，实现对螯合态重金属的解析和吸收并富集，定期对植物进行收割和集中处理回收； (3)经济作物的选择和种植:为保证被处理的被污染土地和污泥处理土地的利用，在螯合物稳定剂有效的情况下，简值或轮作种植经济作物或粮食，保持土地的利用和生产。
2.根据权利要求1所述的土壤和污泥中重金属的定向分离的工艺方法，其特征在于:在步骤(2)中，定向超富集植物的筛选包括:对镉污染选取龙葵；对镍污染选取庭芥；对汞、铬、铜污染选取景天。
3.根据权利要求1所述的土壤和污泥中重金属的定向分离的工艺方法，其特征在于:在步骤(2)中，微生物的选取包括放线菌和真菌，能够实现对重金属进行的解析和吸收并富集。
【文档编号】C02F11/02GK104475434SQ201410670964
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】张林楠, 王子鑫, 周顺, 洪维哲, 李富霞 申请人:沈阳工业大学