本发明属于土壤修复技术领域,具体涉及一种原位修复与风险管控碱性污染土壤的方法。
背景技术:
硫化碱作为一种基本化工原料、国民生计的必需品,广泛用于各个行业领域。在染料工业中用以制造硫化染料,硫化青、硫化兰或染料中间体还原剂、媒染剂等;在有色工业中用作矿石的浮选剂;制革工业中生皮的脱毛剂;造纸工业中纸浆的蒸煮剂。硫化碱还用于硫化硫酸钠、多硫化钠、硫氢化钠等产品的制造。在电镀中用于氰化镀锌、镀银合金电解液中以及回收银。也广泛用于颜料、橡胶等工业。也用作人造纤维脱硝和硝化物的还原。在制药工业中,用来生产非那西丁等解热药。近年来,中国高档环保涂料、高档特种工程塑料、聚苯(芳)硫醚、聚硫橡胶的生产及其它高、精、尖行业的快速发展,推动了硫化碱市场繁荣。
硫化碱的生产主要采用原料硝、原料煤(无烟煤)、燃料煤(有烟煤)在高温下锻烧,再经热熔,将所得的浓碱液进行蒸发,即得硫化碱。该法所生产硫化碱会产生大量的硫化碱废渣,硫化碱经雨水淋滤、空气暴露,会使硫化碱在水溶液中水解呈强碱性(水解式:na2s h2o=naoh nahs),使溶液中的硫化钠受空气中氧的缓慢氧化而成硫化硫酸钠(方程式:2na2s 2o2 h2o=na2s2o3 2naoh),故导致硫化碱废渣呈强碱性。
硫化碱废渣堆场经雨水淋滤后,导致硫化碱渣场下部土壤的ph为强碱性,被硫化碱污染的土壤有机质含量较低,理化性状差,保水保肥能力低,土壤中对作物生长的有害阴阳离子多,不利于农作物生长发育,且土地生产力和承载力低。
在现有的研究中,对于硫化碱污染土壤的研究较少,仅有相关文献报道采用次氯酸钙,但是向土壤中加入次氯酸钙,不仅会使土壤具有盐碱化的倾向,更易使土壤功能受到破坏,所以对硫化碱污染土壤进行风险管控,不仅要研究污染土壤的修复,更要考虑恢复其生态功能。通过本方法的研究,为实际工程提供技术支持。
技术实现要素:
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种经济、高效、绿色的修复碱性污染土壤的方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种原位修复与风险管控碱性污染土壤的方法,包括以下步骤:
s1.土壤翻耕:对污染土壤进行平整、翻耕;
s2.投加腐植酸:将腐植酸投加入翻耕后的污染土壤中,腐植酸的投加量与土壤的质量比为0.01~0.15:1;
s3.腐植酸拌合:采用旋耕机或人工对腐植酸和土壤进行拌合,使其混合均匀;
s4.覆盖养护:对经过拌合后的污染土壤洒水,保持一定的含水量覆盖养护一段时间。
进一步地,所述碱性污染土壤为硫化碱污染土壤。
进一步地,步骤s1中所述污染土壤的ph值为9~14,含水量为10%~50%。
进一步地,步骤s1中所述污染土壤的翻耕面积为污染面积,翻耕深度为土壤污染深度,土壤污染深度为0.2~1m。
进一步地,步骤s2中所述腐植酸的腐植酸质量含量为30%~50%,有机质质量含量为60%~90%,水分质量含量为20%~30%。
进一步地,步骤s4中所述保持一定的含水量为30%~80%,养护时间为1~10d。
本发明的原理是:腐植酸又称胡敏素,是一种弱酸,不溶于水,溶于碱,可以与土壤中的碱性物质发生中和反应,降低土壤的酸碱度,还能够与土壤中的各种阳离子结合,生成腐植酸盐,形成腐植酸-腐植酸盐相互转化的缓冲系统。同时,腐植酸是一种带有负电的胶体,与土壤结合后,能够增加阳离子的吸附量,起到隔盐、吸盐作用,抑制盐分上升,降低表土盐分含量,防止产生盐碱地。
硫化碱污染土壤中,硫化钠含量较多,施用腐植酸后,硫化钠与腐植酸发生反应,反应生成物腐植酸钠是一种作物生长刺激素。此外,在碱性污染土壤中施用腐植酸,一方面改变土壤表层结构,切断毛细管,破坏了盐分上升的条件,起到“隔盐作用”,减少了土壤表层的盐分累积;另一方面,发挥腐植酸代换量大的特性,把土壤溶液中的钠离子代换吸收到腐植酸胶体上,减轻钠离子对作物的危害。
本发明具有以下优点:
(1)本发明采用的方法不仅减少了化学药剂对土壤功能的破坏,还增加了土壤的肥力;
(2)本发明采用的药剂是腐植酸,腐植酸能够形成酸碱调节的缓冲系统并中和土壤中的碱性物质,还可以增加阳离子的吸附量,起到隔盐、吸盐作用,同时具有改良土壤、增加养分、刺激作物生长、解毒、防治病虫害、提高杀菌剂、杀虫剂活性等功能;
(3)本发明与传统的酸碱中和法相比,采用自然界广泛存在、价格低廉的腐植酸作为中和剂和增肥剂,不仅降低了污染土壤的ph,减少了化学药剂的投加,提高了中和效果,降低了修复成本,而且还可增强土壤肥力,避免造成土壤盐碱化,受到二次污染;
(4)本发明的方法控制参数简单,条件温和,容易实施,适用于实际修复工程。
附图说明
图1是根据本发明具体实施例的土壤修复方法的示意性框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的描述,本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1:
某硫化碱污染土壤的ph值为9。通过以下步骤修复碱性污染土壤。
该污染土壤的含水量为40%,土壤密度为1.4g/cm3,(s1)采用旋耕机对该污染土壤进行平整、翻耕,翻耕面积为300m2,翻耕深度为30cm;
(s2)将1260kg腐植酸投加入翻耕后的污染土壤中,(s3)采用旋耕机进行旋耕,使其混合均匀,洒水,使土壤的含水率保持在40%,(s4)再采用塑料薄膜对土壤进行覆盖,养护3d。3d后测度土壤ph,土壤ph达到7。
此反应步骤中腐植酸分子对土壤的发生中和作用,在反应过程中,腐植酸大分子不断脱去质子(即h ),h 不断的去中和土壤中氢氧根,从而使土壤中的ph降低;腐植酸大分子与土壤中的各种阳离子结合,生成腐植酸盐,形成腐植酸-腐植酸盐相互转化的缓冲系统。
实施例2:
某硫化碱污染土壤的ph值为10。通过以下步骤修复碱性污染土壤。
该污染土壤的含水量为60%,土壤密度为1.4g/cm3,(s1)采用旋耕机对该污染土壤进行平整、翻耕,翻耕面积为600m2,翻耕深度为30cm;
(s2)将2520kg腐植酸投加入翻耕后的污染土壤中,(s3)采用旋耕机进行旋耕,使其混合均匀,洒水,使土壤的含水率保持在60%,(s4)再采用塑料薄膜对土壤进行覆盖,养护6d。6d后测度土壤ph,土壤ph达到7.8。
1.一种原位修复与风险管控碱性污染土壤的方法,其特征在于,包括以下步骤:
s1.土壤翻耕:对污染土壤进行平整、翻耕;
s2.投加腐植酸:将腐植酸投加入翻耕后的污染土壤中,腐植酸的投加量与土壤的质量比为0.01~0.15:1;
s3.腐植酸拌合:采用旋耕机或人工对腐植酸和土壤进行拌合,使其混合均匀;
s4.覆盖养护:对经过腐植酸拌合的污染土壤洒水,保持一定的含水量覆盖养护一段时间。
2.根据权利要求1所述的一种原位修复与风险管控碱性污染土壤的方法,其特征在于,所述碱性污染土壤为硫化碱污染土壤。
3.根据权利要求1所述的一种原位修复与风险管控碱性污染土壤的方法,其特征在于,步骤s1中所述污染土壤的ph值为9~14,含水量为10%~50%。
4.根据权利要求1所述的一种原位修复与风险管控碱性污染土壤的方法,其特征在于,步骤s1中所述污染土壤的翻耕面积为污染面积,翻耕深度为土壤污染深度。
5.根据权利要求1所述的一种原位修复与风险管控碱性污染土壤的方法,其特征在于,步骤s2中所述腐植酸的腐植酸质量含量为30%~50%,有机质质量含量为60%~90%,水分质量含量为20%~30%。
6.根据权利要求1所述的一种原位修复与风险管控碱性污染土壤的方法,其特征在于,步骤s4中所述保持一定的含水量为30%~80%,养护时间为1~10d。
技术总结