高浓度铬污染土壤的修复技术

一、技术内容

本成果涉及高浓Cr污染土壤的处理技术，主要包括以下两方面：

1. 高浓Cr污染土壤的淋洗技术
2. 基于生物炭和微生物的Cr（VI）污染土壤修复技术

二、授权申请专利情况

1. 本成果已申请相关专利，涵盖了淋洗技术和生物炭修复技术等方面的创新点。

三、经济社会价值

1. 生态价值：通过有效的Cr污染土壤修复技术，可以减轻土壤污染，保护生态环境，提高农产品质量，保障人民群众的食品安全。

2. 经济价值：该技术可以降低土壤修复成本，提高土地资源利用率，促进农业可持续发展。

3. 社会价值：本成果的应用有助于提高人民群众的生活质量，推动生态文明建设，促进社会和谐发展。

具体修复技术如下：

1. 高浓Cr污染土壤的淋洗技术：

   • 使用可生物降解的螯合剂NTA和两种有机酸（草酸、酒石酸）混合的复配淋洗剂淋洗处理高浓Cr污染土壤。
   • 确定了最优化的淋洗剂浓度、固液比、pH值、淋洗时间等因素条件。
   • 分析了最佳反应条件下淋洗前后土壤中Cr的形态变化，确定了土壤的重金属迁移率及稳定性。
   • 证明了可生物降解的螯合剂NTA能够有效替代EDTA在淋洗剂中的作用。
   • 建立了更加环保、有效的淋洗技术。

2. 基于生物炭和微生物的Cr（VI）污染土壤修复技术：

   • 以生物炭(BC)和间苯二胺(PmPD)为原料制备了一种新型改性生物炭三维材料(BC-PmPD)。
   • 确定了优化了其制备方法，所得BC-PmPD具有超高的吸附容量773.8 mg/g，并具有良好的Cr(VI)特异性。
   • 通过质子化、静电吸引、氧化还原的协同效应可以有效、快速、稳定地去除水中的Cr(VI)。
   • 用壳聚糖（CS）负载聚吡咯（PPy）制备CS/PPy复合材料，并与一株本实验室分离得到的耐铬菌株YL3结合。
   • 用于Cr（VI）污染土壤的修复，显著提高了土壤肥力、土壤酶活性、降低了Cr(VI)毒性、微生物量和相对丰度。
   • 本技术创新性地将化学修复材料与微生物相结合用于Cr（VI）污染土壤，为土壤修复领域中多种技术的结合提供了一条良好的途径。

包括主要技术内容、授权申请专利情况、经济社会价值等。

在过去50年内，全球有超过三万吨的铬(Cr)排放到环境中，其中大部分在土壤中积累，造成严重的 Cr 污染，并通过农作物及生物富集作用影响人类健康。

本成果中针对高浓 Cr 污染土壤难于处理的特点，先采取淋洗技术除去土壤中大部分Cr，之后采用生物质炭等复合功能材料结合生物修复完成对Cr污染在土壤中毒性的彻底修复。从而建立了一整套对于高浓Cr污染土壤的完成解毒、去毒，恢复生态的行之有效的修复技术。

具体修复技术如下：

1. 使用可生物降解的螯合剂NTA和两种有机酸（草酸、酒石酸）混合的复配淋洗剂淋洗处理高浓 Cr 污染土壤。确定了最优化的淋洗剂浓度、固液比、pH值、淋洗时间等因素条件，同时分析了最佳反应条件下淋洗前后土壤中 Cr的形态变化确定了土壤的重金属迁移率及稳定性，证明了可生物降解的螯合剂 NTA 能够有效替代 EDTA 在淋洗剂中的作用。建立了更加环保、有效的淋洗技术。

2.（1）以生物炭(BC)和间苯二胺(PmPD)为原料制备了一种新型改性生物炭三维材料(BC-PmPD)，确定优化了其制备方法，所得 BC-PmPD 具有超高的吸附容量773.8 mg/g，并具有良好的Cr(VI)特异性，通过质子化、静电吸引、氧化还原的协同效应可以有效、快速、稳定地去除水中的Cr(VI)。

（2）用壳聚糖（CS）负载聚吡咯（PPy）制备 CS/PPy 复合材料，并与一株本实验室分离得到的耐铬菌株YL3结合用于Cr（VI）污染土壤的修复。从而显著提高了土壤肥力、土壤 酶活性、降低了Cr(VI)毒性、微生物量和相对丰度。本技术创新性地将化学修复材料与微生物相结合用于Cr（VI）污染土壤，为土壤修复领域中多种技术的结合提供了一条良好的途径。