本發(fā)明涉及土壤修復(fù)，特別涉及一種修復(fù)銻砷污染土壤的方法。

背景技術(shù)：

1、砷和銻是化學(xué)元素周期表中第五主族的兩性類金屬，具有相似的化學(xué)特性和毒性；其中，砷是一種存在于地球上的有毒重金屬，曾被用為木材防腐劑和醫(yī)療中的抗生素，當(dāng)前也被廣泛應(yīng)用于合金中，如電子工業(yè)領(lǐng)域等。隨著砷化合物的廣泛使用導(dǎo)致大量的砷釋放到土壤環(huán)境中并不斷積累，已經(jīng)逐漸危害人類健康。而若人們長期暴露在高砷環(huán)境中將會導(dǎo)致一系列的健康問題，如：皮膚病、心血管疾病、神經(jīng)疾病、免疫疾病，甚至癌癥；銻廣泛運(yùn)用于工業(yè)半導(dǎo)體、二極管、玻璃及阻燃劑材料等諸多產(chǎn)品中，此外隨著銻礦的大量開采和冶煉，越來越多的銻被釋放到環(huán)境中，因此，銻是礦區(qū)污染中非常典型的污染物，且具有潛在毒性和致癌性。作為世界上最大的銻生產(chǎn)國，中國面對的銻砷污染風(fēng)險(xiǎn)要遠(yuǎn)比其他國家嚴(yán)峻，如被譽(yù)為“世界銻都”的湖南錫礦山，該地區(qū)農(nóng)用土壤和井水中的銻含量分別為：141.92mg/kg～8733.26mg/kg和131μg/l～22980μg/l，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過世界衛(wèi)生組織規(guī)定的值。

2、隨著銻礦、錫礦和其他有色金屬礦物的開采，重金屬污染問題逐漸引起人們的廣泛關(guān)注，而銻砷共存加大了對土壤治理的難度。大量的輝銻礦(sb2s3)、方銻礦(sb2o3)、多金屬復(fù)合礦物(脆硫銻鉛礦)經(jīng)過開采和冶煉之后，產(chǎn)生大量冶煉爐渣和砷堿渣，堆放于與礦山和冶煉廠周邊，并通過煙氣沉降、粉塵擴(kuò)散、廢渣淋溶等途徑，污染礦區(qū)周邊土壤，造成礦區(qū)周邊大量農(nóng)田出現(xiàn)銻砷污染的情況；在有氧環(huán)境中，銻砷經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)化，主要以氧化態(tài)的五價(jià)銻和五價(jià)砷的形式存在，五價(jià)砷的毒性和遷移性低，五價(jià)銻的毒性雖然低但遷移性高。而降雨、地下水位抬升等過程會使土壤從有氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化為無氧狀態(tài)，在無氧狀態(tài)下土壤中鐵錳氧化物的還原溶解以及銻砷還原菌的代謝過程會導(dǎo)致土壤中銻砷的還原溶解，溶解態(tài)的銻砷一方面隨雨水沖刷和地表徑流遷移，污染地下水和礦區(qū)周邊農(nóng)田土壤，另一方面，銻砷的溶解增加其生物有效性，從而加劇其生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

3、因此，在土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域中，如何長效阻控銻砷污染土壤中的銻砷以阻控土壤中銻砷向植物體內(nèi)遷移成為目前亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，第一方面，本發(fā)明提供了一種修復(fù)銻砷污染土壤的方法，所述方法包括：

2、s1，在銻砷污染土壤表面覆蓋復(fù)合阻隔層；所述復(fù)合阻隔層的厚度為20cm～40cm，所述復(fù)合阻隔層由下至上依次由鐵改性蒙脫石層和生物炭-錳渣復(fù)合材料層組成；

3、s2，向具有所述復(fù)合阻隔層的所述銻砷污染土壤表面噴淋混合功能菌液，以對所述銻砷污染土壤進(jìn)行修復(fù)；所述混合功能菌液中含有硫酸鹽還原菌和鐵還原菌。

4、優(yōu)選地，所述在銻砷污染土壤表面覆蓋復(fù)合阻隔層包括：

5、向所述銻砷污染土壤表面施加鐵改性蒙脫石，構(gòu)成所述鐵改性蒙脫石層；

6、再向所述鐵改性蒙脫石層上施加生物炭-錳渣復(fù)合材料，構(gòu)成所述生物炭-錳渣復(fù)合材料層。

7、優(yōu)選地，所述鐵改性蒙脫石層的厚度為10cm～20cm，所述生物炭-錳渣復(fù)合材料層10cm～20cm。

8、優(yōu)選地，所述生物炭-錳渣復(fù)合材料的制備方法包括：

9、將質(zhì)量比為1:2的固體廢棄物錳渣和廢棄物小麥秸稈，置于真空管式氣氛爐內(nèi)進(jìn)行保溫，保溫2h后自然冷卻至室溫，再研磨并過100目篩后得到所述生物炭-錳渣復(fù)合材料。

10、優(yōu)選地，所述生物炭-錳渣復(fù)合材料的施加量為所述銻砷污染土壤的5％～10％。

11、優(yōu)選地，所述置于真空管式氣氛爐內(nèi)進(jìn)行保溫包括：

12、通入流量為50ml·min-1的n2吹掃20min后，以10℃/min的升溫速率升溫至700℃后進(jìn)行保溫，所述真空管式氣氛爐內(nèi)氣壓保持為≤0.02mpa。

13、優(yōu)選地，所述鐵改性蒙脫石的制備方法包括：

14、將蒙脫石置于烘箱中在80℃溫度下烘干并過100目篩，得到預(yù)處理蒙脫石；

15、將所述預(yù)處理蒙脫石加至亞鐵離子溶液中，混合均勻后形成蒙脫石-氯化亞鐵混合懸液；

16、采用恒壓漏斗將60ml濃度為1mol/l的nabh4溶液，以3ml/min的速度滴加到所述蒙脫石-氯化亞鐵混合懸液中，滴加完畢后持續(xù)攪拌45min充分反應(yīng)后得到復(fù)合材料；

17、所述復(fù)合材料通過25μm的濾膜真空抽濾后，先用去離子水進(jìn)行沖洗，再用無水乙醇洗滌3次后置于冰箱中預(yù)凍12h，最后再置于-55℃真空冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥24h，干燥完畢后得到所述鐵改性蒙脫石。

18、優(yōu)選地，所述鐵改性蒙脫石的施加量為所述銻砷污染土壤的1％～2％。

19、優(yōu)選地，所述混合功能菌液的制備方法包括：

20、在厭氧瓶按10％的總接種量將混合功能菌接種至培養(yǎng)基中，通入純氮?dú)?min后，密封厭氧瓶在溫度為30℃的條件下孵育3～5天，直至所述混合功能菌生長至對數(shù)生長期；所述混合功能菌為硫酸鹽還原菌和鐵還原菌的混合；

21、按10％的接種量接種生長至對數(shù)生長期的所述混合功能菌至培養(yǎng)基中，再依次向所述培養(yǎng)基添加三種不同濃度的銻砷混合溶液進(jìn)行馴化培養(yǎng)，得到所述混合功能菌液。

22、優(yōu)選地，所述培養(yǎng)基的配方為：酵母浸粉1.2g/l、ca(no3)2?0.01g/l、k2hpo4?0.5g/l、mgso4·7h2o?0.5g/l、kcl?0.1g/l，乳酸鈉1ml/l；所述培養(yǎng)基的ph值調(diào)節(jié)至6。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備以下優(yōu)點(diǎn)：

24、本發(fā)明提供了一種修復(fù)銻砷污染土壤的方法，涉及土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，所述方法包括：s1，在銻砷污染土壤表面覆蓋復(fù)合阻隔層；所述復(fù)合阻隔層的厚度為20cm～40cm，所述復(fù)合阻隔層由下至上依次由鐵改性蒙脫石層和生物炭-錳渣復(fù)合材料層組成；s2，向具有所述復(fù)合阻隔層的所述銻砷污染土壤表面噴淋混合功能菌液，以對所述銻砷污染土壤進(jìn)行修復(fù)；所述混合功能菌液中含有硫酸鹽還原菌和鐵還原菌。本發(fā)明通過復(fù)合阻隔層和微生物阻隔聯(lián)用的方式構(gòu)建銻砷污染土壤表面阻隔，從而大幅度地削減中輕度銻砷污染土壤中重金屬的溶出，能夠更好地實(shí)現(xiàn)典型污染物銻砷的長效、高效、穩(wěn)定的控制與阻斷，不僅降低了重金屬污染物遷移的風(fēng)險(xiǎn)，而且還實(shí)現(xiàn)了污染土壤的深層修復(fù)。

25、本發(fā)明實(shí)施例中，通過復(fù)合阻隔層和微生物阻隔聯(lián)用的方式構(gòu)建銻砷污染土壤表面阻隔技術(shù)，一方面，復(fù)合阻隔層中的鐵改性蒙脫石層和生物炭-錳渣復(fù)合材料層協(xié)同鈍化銻砷，并將重金屬污染物銻砷富集起來，由混合功能菌將鈍化且富集后的銻砷進(jìn)一步快速地還原固化為穩(wěn)定的硫化物礦物沉淀，從而實(shí)現(xiàn)重金屬污染土壤的長效阻控，降低了重金屬污染物遷移的風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，復(fù)合阻隔層和微生物相互協(xié)同，微生物能夠增強(qiáng)復(fù)合阻隔層的鈍化效果，且復(fù)合阻隔層為深層的微生物還原提供厭氧環(huán)境和強(qiáng)還原條件，從而強(qiáng)化了微生物原位還原礦化的效果，從而實(shí)現(xiàn)大幅度地削減中輕度銻砷污染土壤中重金屬的溶出，能夠更好地實(shí)現(xiàn)典型污染物銻砷的高效、長效、穩(wěn)定的控制與阻斷。此外，本發(fā)明提供的方法還具有高效、環(huán)保和成本低的特點(diǎn)。