一种修复汞污染土壤的方法

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域，尤其涉及一种修复汞污染土壤的方法。

背景技术

汞污染是目前农田面临的一大问题。汞污染常规修复主要有以下三种方法：(1)客土物理混合与化学改良方式相结合。客土物理混合即采用未污染土与汞污染土进行物理混合的方法降低土壤中汞元素含量，使其达到环境标准；化学改良方法主要是通过改良土壤pH，提高土壤汞污染标准值和作物安全生产阈值来减少汞污染影响。此技术需要大量干净的客土与污染土物理混合，耗资巨大，且可能造成客土源生态环境的破坏。(2)淋滤法修复技术，即利用淋洗液中化学药剂与土壤中的重金属离子作用，将土壤中的重金属转移到淋洗液中，再回收淋滤液中重金属的修复方法。使用碘化钾(KI)与盐酸(HCl)混合液可以去除土壤中大部分的汞，但淋滤液必须进行后续处理才能安全排放，排放要求高，同时淋滤可能会对土壤理化性质造成破坏。(3)植物修复技术。植物修复技术是一种原位修复技术，成本高，耗时长，通常需要7～10年左右才可完成土壤修复，不适用于垦造水田及高标准基本农田建设等建设期短的项目。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种修复汞污染土壤的方法，能够避免汞污染迁移，同时修复周期短。

本发明采取如下的技术方案：

一种修复汞污染土壤的方法，包括如下步骤：

(1)确定检测区域的汞污染区域、深度和汞含量；

(2)若检测区域内仅部分区域污染，且汞含量在0.5～1.0mg/kg之间，则将检测区域内的未受污染区域耕作层土壤与汞污染区域耕作层土壤进行物理掺混，所述汞污染区域耕作层土壤与未受污染区域耕作层土壤的掺混比例不大于x，

式中，v

(3)若检测区域内所有区域均被污染，且汞含量在0.5～1.0mg/kg之间，则采用深翻置换结合物理掺混的方法。

步骤(3)中，所述深翻置换结合物理掺混的方法为，按照从上到下的顺序剥离受污染的耕作层土壤和未受污染的犁底层土壤，将剥离的犁底层土壤集中堆放管护，再将受污染的耕作层土壤回填与底土层土壤掺混，使掺混后的土壤中汞含量降至风险筛选值以下，利用掺混后的土壤形成新的犁底层和底土层，接着回填剥离的原犁底层土壤形成新的耕作层。

所述未受污染区域指汞含量＜0.5mg/kg的地块。

所述耕作层为离地表深度在0～20cm之间的土层，所述犁底层为离地表深度在20～40cm之间的土层，所述底土层为离地表深度40cm以下的土层。

相对于现有技术，本发明的土壤修复方法具有如下有益效果：

1)本发明的方法不仅能够确保耕作层土壤的汞含量降低至风险筛选值以下，而且无需客土，避免可能造成的客土源生态环境的破坏；无需客土购买费、运输费、土地复垦费等，工程造价亩均可节约数万元。

2)无需另外考虑受污染土壤的处置及去向问题，能够避免汞污染迁移。

3)修复周期较短。

4)工艺简便，可操作性强。

附图说明

图1为实施例1的土壤修复流程图；

图2为实施例1土壤修复前后的土层结构；

图3为实施例2的土壤修复流程图；

图4为实施例2土壤修复前后的土层结构。

具体实施方式

根据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)，农用地土壤污染风险筛选值指农用地土壤中污染物含量等于或低于该值的，对农产品质量安全、农作物生长或土壤生态环境的风险低，一般情况下可以忽略；超过该值的，对农产品质量安全、农作物生长或土壤生态环境可能存在风险，应当加强土壤环境监测和农产品协同监测，原则上应当采取安全利用措施。农用地土壤污染风险管制值指农用地土壤中污染物含量超过该值的，食用农产品不符合质量安全标准等农用地土壤污染风险高，原则上应当采取严格管控措施。

汞是农用地土壤污染风险筛选值基本项目的必测项目之一，其风险筛选值见表1。

表1农用地土壤污染风险筛选值

单位：mg/kg

注：对于水旱轮作地，采用其中较严格的风险筛选值。

一般地，受汞污染土壤多为表层土，污染深度在0～20cm之间(耕作层)。本发明提出的修复汞污染土壤的方法根据汞污染区域采取不同的方案对土壤进行修复。

具体地，本发明提供一种修复汞污染土壤的方法，包括如下步骤：

(1)确定检测区域的汞污染区域、深度和汞含量；

(2)若检测区域内仅部分区域污染，且汞含量在0.5～1.0mg/kg之间，则将检测区域内的未受污染区域耕作层土壤与汞污染区域耕作层土壤进行物理掺混，所述汞污染区域耕作层土壤与未受污染区域耕作层土壤的掺混比例不大于x，

式中，v

确定掺混比例时，应适当减小该比例，使未受污染土壤比重增大，掺混后汞元素含量随之降低，确保汞元素含量降至风险筛选值以下。

掺混后汞含量计算公式为：

式中，c为掺混后土壤汞含量；c

(3)若检测区域内所有区域均被污染，且汞含量在0.5～1.0mg/kg之间，则采用深翻置换与物理掺混相结合的方法。即，按照从上到下的顺序剥离受污染的耕作层土壤和未受污染的犁底层土壤，将剥离的犁底层土壤集中堆放管护，再将受污染耕作层土壤和底土层土壤掺混，使掺混后的土壤中汞含量降至风险筛选值以下，利用掺混后的土壤形成新的犁底层和底土层，接着回填剥离原犁底层土壤形成新的耕作层。

以下结合实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

选定揭阳市普宁市土壤调查范围中某一污染地块，地块现状为旱地，拟将其改造为水田。经检测，该地块土壤pH介于4.58～5.06，呈酸性，部分区域表层土壤中汞含量超标，汞含量约为0.95mg/kg。

对该地块进行修复，流程如图1所示，具体的修复方法如下：

确定该地块中汞污染区域面积约174亩，污染深度约20cm，汞含量约0.95mg/kg，土壤容重为1.4g/cm

按公式

根据确定的掺混比例1:1.5，选取未受污染区域261亩并剥离该区域深度在0～20cm的耕作层土壤，再剥离汞污染区域174亩深度在0～20cm的耕作层土壤，将两区域所剥离的耕作层土壤进行掺混，即采用旋耕机反复旋耕，直至混合均匀。随后将掺混土方回填至剥离区域，形成新的耕作层。构建前后的土层结构如图2所示。

取掺混后土壤进行重金属分析检测，掺混后土壤中汞含量约为0.47mg/kg，低于农用地土壤污染风险筛选值，未超标。随后可根据土壤情况，合理施撒有机肥提升土壤有机质含量，施撒酸碱调理剂调节土壤酸碱度，使土壤肥力能够满足种植需求。

实施例2

选定揭阳市普宁市土壤调查范围中某一污染地块，地块现状为旱地，拟将其改造为水田。该地块面积约343亩，经检测，所选取的3个检测点的耕作层土壤(深度0～20cm)中汞含量均出现污染，汞含量区间为0.528～0.591mg/kg，污染面积占比为100％，土壤pH介于4.25～6.48，呈酸性。

经过对深度在20～40cm的犁底层土壤检测，检测结果显示犁底层土壤汞含量区间在0.123～0.48mg/kg之间，几乎无汞污染，有机质含量约为0.81％～0.94％，满足土壤质量要求，可作为新的耕作层。

对该地块进行修复，流程如图3所示，具体的修复方法为，将检测无污染的犁底层土壤与污染耕作层土壤进行置换，并将汞污染的耕作层土壤与未污染的底土层土壤进行掺混使汞含量降至风险筛选值以下。

具体地，首先剥离20cm厚的污染耕作层土壤，集中堆放；然后剥离20cm厚的检测无污染的犁底层土壤，集中堆放存护；再进行土方平整，平整后将原污染耕作层土壤回填至平整后基面，采用旋耕机进行旋耕，使原污染耕作层土壤与底土层土壤掺混，直至混合均匀，将土壤中汞含量降至风险筛选值以下。再压实构筑20cm厚新的犁底层，最后将无污染中层土回填作为新耕作层。修构建前后的土层结构如图4所示。

随后可根据新耕作层土壤情况，合理施撒有机肥提升土壤有机质含量，施撒酸碱调理剂调节土壤酸碱度，使土壤肥力能够满足种植需求。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。