一種原位修復(fù)重金屬六價鉻污染土壤的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種原位修復(fù)重金屬六價鉻污染土壤的方法。本發(fā)明利用微生物燃料電池(MFC)的優(yōu)點，將陽極組和陰極組（設(shè)有隔膜）埋于污染土壤中，陽極組就地利用土壤中的有機物作為燃料，產(chǎn)生的電子通過陽極和導(dǎo)線到達陰極組，對吸附在陰極組的重金屬六價鉻進行還原，從而促進土壤重金屬六價鉻污染物的降解和轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)六價鉻重金屬污染土壤的原位修復(fù)。本發(fā)明采用原位修復(fù)工藝，具有去除效率高、成本低、安全性好、無需通氣耗能，陰極組和陽極組可根據(jù)實際情況來組合優(yōu)化，可重復(fù)使用、不引起二次污染等優(yōu)點，對清除六價鉻污染土壤具有重要意義，在土壤重金屬污染治理等資源環(huán)境領(lǐng)域有很廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】-種原位修復(fù)重金屬六價絡(luò)污染±壤的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種原位修復(fù)重金屬六價鉛污染±壤的方法，屬于±壤污染修復(fù)領(lǐng) 域。

【背景技術(shù)】
[0002] 鉛是動物和人體必須的微量元素之一。鉛主要W化（III)和化（VI)兩種形態(tài)存 在環(huán)境中，化（III)相比化（VI)相對穩(wěn)定，毒性也相對較小。隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn) 生鉛污染的主要生產(chǎn)和工藝已經(jīng)涉及冶金、化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域，上述工業(yè)生產(chǎn)中， 均可產(chǎn)生含鉛"H廢"。大量的鉛進入環(huán)境并長期殘留于環(huán)境中，通過地球化學(xué)過程污染地 下水，通過生物地球化學(xué)過程污染整個生態(tài)系統(tǒng)，特別是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，通過食物鏈危害動 物與人類的健康。
[0003] 在目前±壤污染修復(fù)技術(shù)中，±壤原位修復(fù)因可避免二次污染問題，近年來受到 強烈關(guān)注。把多種修復(fù)技術(shù)結(jié)合在一起的±壤修復(fù)技術(shù)已成為±壤修復(fù)的主要研究方向， 其中近年提出的將化學(xué)與生物法相結(jié)合的生態(tài)化學(xué)修復(fù)技術(shù)新方法是21世紀(jì)污染±壤修 復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向。
[0004] 微生物燃料電池（MFC)能將各種有機物在厭氧陽極室被具有電化學(xué)活性的微生物 厭氧氧化，同時將電子傳遞至陰極電子受體進行還原構(gòu)成一個完整回路。MFC的電極作為電 子受體為促進六價鉛污染還原提供了一個新的思路，即插入電極作為低成本、易維護電子 接收體，將微生物氧化有機物產(chǎn)生的電子通過陽極和外電路傳遞至陰極和六價鉛反應(yīng)，力口 快陰極六價鉛污染物的還原降解脫毒。
[0005] 本發(fā)明利用微生物燃料電池（MFC)的優(yōu)點對吸附在陰極組的重金屬六價鉛進行 還原。MFC裝置包括陽極組和陰極組，貼附于所述陰極組設(shè)有隔膜，相互隔開埋于污染±壤 中并通過導(dǎo)線連接。將陽極組和陰極組埋于污染±壤中，控制工藝條件促進±壤重金屬六 價鉛污染物的降解和轉(zhuǎn)化，為實現(xiàn)六價鉛重金屬污染±壤的原位修復(fù)提供一種方法。
[0006] 目前公開的利用MFC修復(fù)污染大多針對陽極污染物處置，多為能被微生物利用的 有機污染物燃料，主要包括市政污水、工廠排放的有機廢水、人畜糞便等，但針對作為電子 受體的陰級污染物、特別是重金屬元素六價鉛的MFC報道較少，利用MFC脫除六價鉛的操作 方法未成熟。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種原位修復(fù)重金屬六價鉛污染±壤的方法。
[0008] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是： 一種原位修復(fù)重金屬六價鉛污染±壤的方法，包括W下步驟： 1) 將微生物燃料電池的陽極組和陰極組相互隔開埋于六價鉛污染的±壤中； 2) 將陽極組和陰極組通過導(dǎo)線連接； 3) 調(diào)節(jié)±壤的含水率> 3% ; 4) 調(diào)節(jié)±壤抑值為2^7 ; 5) 調(diào)節(jié)±壤溫度為15?35C ; 6) 控制反應(yīng)時間為1天W上，即可。
[000引進一步的，所述抑值為5。
[0010] 進一步的，所述溫度為25?35C。
[0011] 進一步的，所述溫度為25C。
[0012] 進一步的，所述反應(yīng)時間為5 W上天。
[0013] 進一步的，所述反應(yīng)時間為6天。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明采用原位修復(fù)工藝，具有去除效率高、成本低、安全性好、無需通氣耗能，陰極組 和陽極組可根據(jù)實際情況來組合優(yōu)化，可重復(fù)使用、不引起二次污染等優(yōu)點，對清除六價鉛 污染±壤具有重要意義，在±壤重金屬污染治理等資源環(huán)境領(lǐng)域有很廣闊的應(yīng)用前景。

【具體實施方式】
[0015] 一種原位修復(fù)重金屬六價鉛污染±壤的方法，包括W下步驟： 1) 將微生物燃料電池的陽極組和陰極組相互隔開埋于六價鉛污染的±壤中； 2) 陽極組和陰極組通過導(dǎo)線連接； 3) 調(diào)節(jié)處理±壤的含水率> 3% ; 4) 調(diào)節(jié)±壤抑值為2^7,抑值優(yōu)選為5 ; 5) 調(diào)節(jié)±壤溫度為15?35°C，優(yōu)選為25?35°C，最優(yōu)選為25C ; 6) 控制反應(yīng)時間為1天W上，優(yōu)選為5 W上天，最優(yōu)選為6天，即可。
[0016] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但并不局限于此。
[0017] ±壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)佑B 15618-1995)中規(guī)定，±壤中鉛的輕度污染、中度污染和 重度污染的起始值分別為90、150、300 mg/kg。W下所有實施例中采集的±壤樣品中的總鉛 及六價鉛含量分別為6. 2 X IO3HigAg和3. 4 X IO3 mg/kg，屬于重度污染，含水率為3%。
[001引實施例1最佳反應(yīng)抑值的確定 設(shè)計了 W下實驗研究MFC原位脫除污染±壤中六價鉛的最佳抑條件；將污染±壤混勻 加入長寬高分別為0. 5m*0. 5m*0. 5m的反應(yīng)器中作為污染±壤處理單元，按照串聯(lián)方式分 別將陽極組和陰極組埋于污染±壤中，通過導(dǎo)線連接。調(diào)節(jié)污染±壤的抑值范圍為2^7。 反應(yīng)在25 + rC恒溫持續(xù)運行6天。測定時，隨機取3個平行組的±壤樣品，混勻，準(zhǔn)確稱 取混勻±壤樣品5g，至于IOOml燒杯中，加入0. 4mol/L KCl溶液50ml，電磁攬拌5min，離 也化500 rpm，10?20 min)分離，取上清液，二苯碳醜二脫分光光度法分析水溶液中殘余 的六價鉛濃度，計算六價鉛脫除率(見表1)。
[001引表1不同抑條件下六價鉛脫除率佩

【權(quán)利要求】
1. 一種原位修復(fù)重金屬六價鉻污染土壤的方法，其特征在于：包括以下步驟： 1) 將微生物燃料電池的陽極組和陰極組相互隔開埋于六價鉻污染的土壤中； 2) 將陽極組和陰極組通過導(dǎo)線連接； 3) 調(diào)節(jié)土壤的含水率> 3% ; 4) 調(diào)節(jié)土壤pH值為2~7 ; 5) 調(diào)節(jié)土壤溫度為15?35°C ; 6) 控制反應(yīng)時間為1天以上，即可。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述pH值為5。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述溫度為25?35°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3任一所述的方法，其特征在于：所述溫度為25°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述反應(yīng)時間為5以上天。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5任一所述的方法，其特征在于：所述反應(yīng)時間為6天。
【文檔編號】B09C1/08GK104259198SQ201410460125
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】陶亮, 萬開, 劉承帥, 吳對林, 李芳柏, 黃奐彥, 曾彩明 申請人:東莞市環(huán)境科學(xué)研究所, 廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所