本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種固定土壤重金屬以保護(hù)地下水的方法，采用氫氧化鉀(KOH)固定劑在重金屬污染土壤表面進(jìn)行施加，并通過(guò)灌水和自然擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)垂直滲透分布，從而形成垂直的堿性固定帶或在土壤下層形成堿性固定帶來(lái)固定土壤重金屬，以達(dá)到保護(hù)地下水的目的。用氫氧化鉀(KOH)固定帶技術(shù)保護(hù)地下水，克服了石灰擴(kuò)散慢、固定范圍小的問(wèn)題，也比地下水泵出處理技術(shù)具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，在酸性污染土壤上是一種高效低成本治理技術(shù)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
-種固定土壤重金屬以保護(hù)地下水的方法
本專(zhuān)利技術(shù)涉及修復(fù)重金屬污染土壤的化學(xué)治理
，尤其是指一種固定土壤重 金屬以保護(hù)地下水的方法。
技術(shù)介紹
隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，土壤-植物-水系統(tǒng)中重金屬污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。2014 年4月17日公布的全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)表明，我國(guó)耕地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%。 我國(guó)每年被重金屬污染的糧食多達(dá)1200萬(wàn)噸，由農(nóng)產(chǎn)品的重金屬污染導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失在 逐年增加，2000年已達(dá)到320億元人民幣；而且可通過(guò)雨水的淋洗作用污染地下水，惡化水 文環(huán)境，并可能通過(guò)接觸、食物鏈等途徑直接或間接地危害人類(lèi)。在許多重點(diǎn)地區(qū)，土壤及 地下水污染已經(jīng)導(dǎo)致癌癥等疾病的發(fā)病率和死亡率明顯高于沒(méi)有污染的對(duì)照區(qū)數(shù)倍到10 多倍。土壤重金屬污染已成為限制社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品國(guó)際貿(mào)易的重大障礙 之一，污染土壤迫切需要修復(fù)治理。 重金屬污染土壤的治理方法多種多樣，其中化學(xué)淋洗是修復(fù)重金屬污染土壤的有 效技術(shù)手段之一。大多情況下，原位修復(fù)能顯示出其修復(fù)效率和成本上的優(yōu)越性，但是原位 化學(xué)淋洗面臨的問(wèn)題是土壤淋洗產(chǎn)生的淋出液的處理，淋出液處理不當(dāng)，將造成地下水污 染。目前國(guó)際上淋出液常采用泵出處理（P&T)技術(shù)，但成本高。 第二種是土壤重金屬鈍化/固定技術(shù)，針對(duì)酸性污染土壤多采用石灰等作為鈍化 齊IJ，但石灰水溶性和擴(kuò)散性差，如果要固定深層土壤重金屬，必須挖開(kāi)表層土壤，施入到深 層，從而增加成本。因此，為了保護(hù)地下水，有必要開(kāi)發(fā)能低成本深層次固定土壤重金屬的 治理修復(fù)方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺點(diǎn)，提供一種成本較低、操作簡(jiǎn)單、重 金屬不會(huì)下滲污染地下水的方法。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)所提供的技術(shù)方案為：一種固定土壤重金屬以保護(hù)地下 水的方法，采用氫氧化鉀固定劑在重金屬污染土壤表面進(jìn)行施加，并通過(guò)灌水和自然擴(kuò)散 來(lái)實(shí)現(xiàn)垂直滲透分布，從而形成垂直的堿性固定帶或在土壤下層形成堿性固定帶來(lái)固定土 壤重金屬，以達(dá)到保護(hù)地下水的目的。 所述氫氧化鉀固定劑的用量為〇? 5?2kgnT2。 所述堿性固定帶為中堿性固定帶或高堿性固定帶。 本專(zhuān)利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果： 1、與常用的石灰相比，本專(zhuān)利技術(shù)所選用的氫氧化鉀（K0H)固定劑可擴(kuò)散到深層土壤 固定重金屬，固定范圍大，更有效地控制了對(duì)地下水的可能風(fēng)險(xiǎn)； 2、本專(zhuān)利技術(shù)所選用的氫氧化鉀（K0H)固定劑，環(huán)境友好，能附帶給農(nóng)田施用K肥，且 成本不高； 3、與常用的地下水泵出處理（P&T)技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)使用固定技術(shù)，成本明顯較 低； 4、與常規(guī)表層土壤固定重金屬、減少作物吸收相比，本專(zhuān)利技術(shù)可將重金屬固定在根 系很少的深層土壤，安全系數(shù)更高。 【附圖說(shuō)明】 圖la為實(shí)施例1中室內(nèi)試驗(yàn)表面加K0H后0-20cm土壤pH值隨時(shí)間的變化圖（圖 中Tl、T2和T3分別在表面加K0H0、0. 75和1. 5kgnT2)。 圖lb為實(shí)施例1中室內(nèi)試驗(yàn)表面加K0H后20-40cm土壤pH值隨時(shí)間的變化圖 (圖中Tl、T2和T3分別在表面加K0H0、0? 75和1. 5kgnT2)。 圖lc為實(shí)施例1中室內(nèi)試驗(yàn)表面加K0H后40-60cm土壤pH值隨時(shí)間的變化圖 (圖中Tl、T2和T3分別在表面加K0H0、0? 75和1. 5kgnT2)。 圖2a為實(shí)施例2中甘蔗壟溝表面施加K0H處理后0-20cm土壤pH值隨時(shí)間的變 化圖。 圖2b為實(shí)施例2中甘蔗壟溝表面施加K0H處理后20-40cm土壤pH值隨時(shí)間的變 化圖。 圖3為實(shí)施例3中污染試驗(yàn)田、地下水水樣采樣井和K0H注堿井的平面分布簡(jiǎn)圖。 圖4為實(shí)施例3中污染農(nóng)田化學(xué)淋洗前后地下水pH值的變化圖。 圖5為實(shí)施例3中污染農(nóng)田化學(xué)淋洗前后地下水Cd濃度的變化圖。 圖6為實(shí)施例3中污染農(nóng)田化學(xué)淋洗前后地下水Pb濃度隨時(shí)間的變化圖。 【具體實(shí)施方式】 下面結(jié)合三個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明。 實(shí)施例1 本專(zhuān)利技術(shù)所述的固定土壤重金屬以保護(hù)地下水的方法，其具體情況是：采用氫氧化 鉀（K0H)固定劑在重金屬污染土壤表面進(jìn)行施加，并通過(guò)灌水和自然擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)垂直滲透 分布，從而形成垂直的堿性固定帶（中堿性固定帶或高堿性固定帶）或在土壤下層形成堿 性固定帶（中堿性固定帶或高堿性固定帶）來(lái)固定土壤重金屬，以達(dá)到保護(hù)地下水的目的； 其中，所述氫氧化鉀固定劑的用量為〇. 5?2kgnT2。 本專(zhuān)利技術(shù)所選用的氫氧化鉀（K0H)，為水溶性的堿性物質(zhì)，擴(kuò)散性好，能夠形成大范 圍的堿性帶，而中堿性土壤能夠固定重金屬，減低重金屬的可移動(dòng)性和植物有效性。 下面我們對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)土壤表面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以得出施加氫氧化鉀（K0H)對(duì)不同深度 土壤pH值的影響，其具體情況如下： 供試土壤采自上壩村重金屬污染土壤，分別采上層土（0-20cm)、中層土 (20-40〇11)和下層土（40-60〇11)。試驗(yàn)采用塑料管（直徑〇 = 16.6〇11，高11=70〇11)，0-20、 20-40、40-60cm各裝土 6kg(風(fēng)干重計(jì)），底部用80目的尼龍網(wǎng)包住，架空放置大口塑料盆 上，收集淋濾液。從每個(gè)處理的土壤表面淋雙蒸水或者K0H溶液，K0H分2個(gè)用量，相當(dāng)于 0. 75 和 1. 5kgKOHnT2,每周淋 1. 5L，并取不同深度（0-20,20-40,40-60cm) 土壤測(cè)定其pH 值。 如圖la至圖lc所示，測(cè)定結(jié)果表明，在土壤表面施用K0H的T2和T3處理的 0-20cm層的土壤pH值在施加K0H后升高；施加K0H1. 5kgnT2的T3處理使表層土壤pH值 升得更高。20-40cm土壤pH值在施加K0H后逐漸也升高，且用量增加，20-40cm層的土壤pH 值更高。40-60cm土壤pH值在施加K0H后也逐漸升高，但升高的幅度小于20-40cm層。綜 上所述，在土壤表面施加K0H0. 75或1. 5kgm_2,不僅能使表層（0-20cm) 土壤pH升高，也能 使中層（20-40cm)和底層（40-60cm)的土壤pH升高，升高幅度隨K0H用量增加而增加，K0H 表現(xiàn)出較好的擴(kuò)散性。 實(shí)施例2 與實(shí)施例1不同的是對(duì)甘蔗田壟溝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以得出施加K0H對(duì)不同深度土壤pH 值的影響，其具體情況如下： 試驗(yàn)在某重金屬污染的甘蔗田進(jìn)行。在甘蔗田里選取5條溝，壟高45cm，溝長(zhǎng)18m， 寬40cm，在每條溝中均勻撒KOHlkgnT2 ;另選取3條溝不做任何處理，作為空白對(duì)照，導(dǎo)入灌 溉水使試驗(yàn)田處于一段時(shí)間淹水狀態(tài)，而后按正常田間管理管理甘蔗。在試驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中， 每月采集一次土樣，即在溝中隨機(jī)選取3點(diǎn)，表層采樣深度0-20cm，深層土樣（20-40cm)用 土鉆采集，多點(diǎn)土樣混合為lkg左右土樣。拿回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干，粉碎，過(guò)20目的尼龍篩，樣品 貯存于封口袋中，測(cè)定土壤pH值。 如圖2a和圖2b所示，在甘蔗田的種植溝中施加K0H后，0_20cm層土壤pH值呈現(xiàn) 先緩慢上升后緩慢下降的趨勢(shì)，四個(gè)月內(nèi)pH值保持在6. 2?7之間。K0H能較好地?cái)U(kuò)散到 20-本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種固定土壤重金屬以保護(hù)地下水的方法，其特征在于：采用氫氧化鉀固定劑在重金屬污染土壤表面進(jìn)行施加，并通過(guò)灌水和自然擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)垂直滲透分布，從而形成垂直的堿性固定帶或在土壤下層形成堿性固定帶來(lái)固定土壤重金屬，以達(dá)到保護(hù)地下水的目的。
【技術(shù)特征摘要】
1. 一種固定土壤重金屬以保護(hù)地下水的方法，其特征在于：采用氫氧化鉀固定劑在重 金屬污染土壤表面進(jìn)行施加，并通過(guò)灌水和自然擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)垂直滲透分布，從而形成垂直 的堿性固定帶或在土壤下層形成堿性固定帶來(lái)固定土壤重金屬，以達(dá)到保護(hù)地下水的目 的。2....
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳啟堂，衛(wèi)澤斌，陳誠(chéng)，朱朗，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44
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