CN102764759B - 一种用于治理砷污染土壤的修复药剂及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于治理砷污染土壤的修复药剂及使用方法；所述修复药剂包含以下原料，其质量百分比为：氧化剂为5-30%；铁基化合物为30-70%；矿物材料为10-60%；将各原料分别磨制成粒度不小于200目的物料，按比例混合均匀。所述修复药剂用于治理砷污染土壤的使用方法：检测待处理污染土壤的砷含量及浸出毒性，按污染程度将不同比例的修复药剂铺设在待处理土壤表面，采用翻耕搅拌方式混合均匀形成成混合土壤，通过加水保持混合土壤的含水量不低于25%，在混合土壤上覆盖保湿材料，养护时间至少5天，让混合土壤中的修复药剂与重金属污染土壤中不稳定的砷发生反应，以不溶性砷酸盐沉淀稳定化，养护后检测达到环保要求。
Description
技术领域
本发明涉及环保技术领域，特别是涉及一种对重金属砷污染土壤进行修复的用于治理砷污染土壤的修复药剂及使用方法。
背景技术
随着工农业的发展和含砷化学物质的广为应用，砷在开采、加工、使用、废物处理等过程中，使大量的砷残留到土壤中，造成世界范围内土壤中砷污染现象普遍存在。砷对人类健康的危害很大，高浓度时可立即杀死细胞，甚至危及生命。因此砷污染土壤的治理及修复受到越来越多的关注。目前，砷污染土壤修复技术主要包括以下几种：
1 工程修复法：工程修复法主要有客土法、换土法和翻土法。客土法是向污染土壤内加入大量的干净土壤，覆盖在表层或混匀，使污染物浓度降低。换土法就是把污染土壤取走，换入新的干净土壤。翻土法采用深耕的方式使聚集在表层的污染物分散到深层，达到稀释和自处理的目的。翻土法主要用于轻度污染的土壤，而客土法和换土法主要用于重度污染的土壤。工程措施法治理重金属污染土壤具有彻底、稳定的特点,。其不足之处：工程量大、投资费用高、破坏土体结构、引起土壤肥力下降。
2 物理化学修复法：物理化学修复法主要有土壤淋洗法、玻璃化法、电化学法等。土壤淋洗法利用淋洗剂淋洗污染土壤，使土壤固相中的重金属转移到土壤液相中，降低污染物毒性；玻璃化法是在现场使用电加热，将污染土壤熔化，冷却后形成化学惰性的、非扩散的坚硬玻璃体技术；电化学法是利用外加电场所产生的动电效应驱动土壤中的污染物沿电场方向定向迁移，富集的污染物可在电极区得到集中处理或分离。对于渗透性不高、传导性差的粘性土壤中的砷，根据电流能破坏金属- 土壤键的原理，可应用电化学法予以去除。但这种方法存在的不足之处：修复成本高昂、能耗较大、甚至存在二次污染。
3 植物修复法：植物修复法是利用种植某种植物来净化受砷污染的土壤和水体。植物修复法按其修复的机理和过程可分为植物萃取、植物固定、植物挥发、根系过滤、植物降解。其中，植物萃取是指利用植物根系吸收土壤污染物质并运送至植物地上部，通过收割地上部物质而达到去除土壤中污染物的一种方法。这种方法的不足之处：治理周期漫长，后期植物收集、处理工艺较为复杂，维护管理周期长。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种原料广泛、制备简单、操作使用方便、效率高、治理效果好的用于治理砷污染土壤的用于治理砷污染土壤的修复药剂及使用方法。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现：
所述修复药剂包含以下原料，其质量百分比为：
氧化剂为5-30%；
铁基化合物为30-70%；
矿物材料为10-60%；
将各原料分别磨制成粒度不小于200目的物料，按比例混合均匀，得到所述的修复药剂。
所述氧化剂为次氯酸钠、高氯酸钾、高锰酸钾、过硫酸铵的任意一种，或任意多种按任意比例混合。
所述铁基化合物为硫酸铁、氯化铁、硝酸铁的任意一种，或任意多种按任意比例混合。
所述矿物材料为硅酸盐水泥、活性火山灰、膨润土、硅藻土高岭土、凹凸棒土的任意一种，或任意按任意比例混合。
本发明所述修复药剂用于处理砷污染土壤的使用方法：
所述方法包括以下步骤：
（1）检测待处理污染土壤中砷的含量及浸出毒性；
（2）根据检测结果，按质量比砷污染土壤：修复药剂=5~50:1添加修复药剂，将修复药剂均匀地铺撒在待处理土壤的表面；
（3）采用翻耕搅拌的方式将待处理土壤连同其上铺撒的修复药剂至少搅拌混合3次，形成混合土壤；通过加水方式，保持混合土壤的含水量不低于25%；
（4）在混合土壤上覆盖保湿材料，养护时间至少5天，让混合土壤中的修复药剂与重金属污染土壤中不稳定的砷发生反应，以不溶性砷酸盐沉淀稳定化；
（5）采样检测混合土壤中砷的浸出毒性；如果检测不符合环保要求，增加养护时间，必要时加水，直到检测结果符合环保要求。
与现有技术相比，本发明的修复药剂具有原料广泛，取材容易，制备方法简单易行等优点；本发明修复药剂的使用方法具有操作简单，治理效果好等优点。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明：
本发明所述修复药剂包含以下原料，其质量百分比为：
氧化剂为5-30%；
铁基化合物为30-70%；
矿物材料为10-60%；
将各原料分别磨制成粒度不小于200目的物料，按比例混合均匀，得到所述的修复药剂。
所述氧化剂为次氯酸钠、高氯酸钾、高锰酸钾、过硫酸铵的任意一种，或任意多种按任意比例混合。
所述铁基化合物为硫酸铁、氯化铁、硝酸铁的任意一种，或任意多种按任意比例混合。
所述矿物材料为硅酸盐水泥、活性火山灰、膨润土、硅藻土高岭土、凹凸棒土的任意一种，或任意按任意比例混合。
本发明所述修复药剂用于处理砷污染土壤的使用方法：
所述方法包括以下步骤：
（1）检测待处理污染土壤中砷的含量及浸出毒性；检测方法为公知的现有技术。
（2）根据检测结果，按质量比砷污染土壤：修复药剂=5~50:1添加修复药剂，将修复药剂均匀地铺撒在待处理土壤的表面 。
（3）采用翻耕搅拌的方式将待处理土壤连同其上铺撒的修复药剂至少搅拌混合3次，形成混合土壤；通过加水方式，保持混合土壤的含水量不低于25%；翻耕搅拌的方式为公知的现有技术。
（4）在混合土壤上覆盖保湿材料，养护时间至少5天，让混合土壤中的修复药剂与重金属污染土壤中不稳定的砷发生反应，以不溶性砷酸盐沉淀稳定化；保湿材料为草袋、麻袋、或者其他公知的材料。
（5）采样检测混合土壤中砷的浸出毒性；如果检测不符合环保要求，增加养护时间，必要时加水，直到检测结果符合环保要求。检测方法为公知的现有技术。环保要求为国家有关环保的规定。
修复药剂的实施例1：
将原料高锰酸钾、硫酸铁和膨润土磨制成粒度不小于200目的物料，按照质量百分比称重：高锰酸钾为15%，硫酸铁为60%，膨润土为25%，然后混合均匀，即得到所述的修复药剂。
修复药剂的实施例2：
将原料高锰酸钾、硫酸铁和膨润土磨制成粒度不小于200目的物料，按照质量百分比称重：高锰酸钾为7%，硫酸铁为43%，膨润土为50%，然后混合均匀，即得到所述的修复药剂。
修复药剂的实施例3：
将原料次氯酸钠、高氯酸钾、硫酸铁、氯化铁、硅酸盐水泥和活性火山灰磨制成粒度不小于200目的物料，将次氯酸钠和高氯酸钾按照任意比例混合成组份A，将硫酸铁和氯化铁按照任意比例混合成组份B，将硅酸盐水泥和活性火山灰按照任意比例混合成组份C，再按照质量百分比称重：成组份A为15%，组份B为40%，组份C为45%，然后混合均匀，即得到所述的修复药剂。
在实施例3的基础上，改变组份A、B、C的组成，就能够演变出很多实施例，举一反三，不再赘述。
修复药剂的使用方法实验室实施例1：
100公斤砷污染土壤取自湖南石门县某矿区。
（1）采用《土壤环境质量标准》（GB 15618-1995）中规定的重金属检测方法测定土壤样品中砷的含量，其最大检测含量为11000mg/kg；采用《固体废物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》（HJ/T299—2007）中规定的浸提方式，采用《生活饮用水标准检验方法》（GB/T5750.6-2006）中规定的方法测量污染土壤浸出液中砷的含量，砷的浸出毒性检测结果为250mg/L。
（2）根据上述检测结果，配给“修复药剂的实施例1”中给出的修复药剂10公斤，将修复药剂均匀地铺撒在待处理土壤的表面；
（3）采用搅拌的方式将待处理土壤连同其上铺撒的修复药剂搅拌混合均匀成混合土壤，搅拌5次，形成混合土壤；通过加水方式，保持混合土壤的含水量不低于25%；
（4）在混合土壤上覆盖的保湿材料为草袋，养护时间5天，保持混合土壤的含水量不低于25%，让混合土壤中的修复药剂与重金属污染土壤中不稳定的砷发生反应，以不溶性砷酸盐沉淀稳定化；
（5）养护5天后采样检测，处理后土壤中砷的浸出毒性检测结果为0.02mg/L， 满足《地下水质量标准》﹙GB/T14848-93﹚中Ⅲ类水浓度限值的要求。
修复药剂的使用方法实验室实施例2
100公斤砷污染土壤取自广西河池市某冶金化工公司厂区。
（1）采用《土壤环境质量标准》（GB 15618-1995）中规定的重金属检测方法测定土壤样品中砷的含量，其最大检测含量为800mg/kg。采用《固体废物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》（HJ/T299—2007）中规定的浸提方式，采用《生活饮用水标准检验方法》（GB/T5750.6-2006）中规定的方法测量污染土壤浸出液中砷离子的含量，砷的浸出毒性检测结果为67.5mg/L。
（2）根据检测结果，配给“修复药剂的实施例2”中给出的修复药剂6公斤，将修复药剂均匀地铺撒在待处理土壤的表面；
（3）采用搅拌的方式将待处理土壤连同其上铺撒的修复药剂搅拌混合均匀成混合土壤，搅拌5次，形成混合土壤；通过加水方式，保持混合土壤的含水量不低于25%；
（4）在混合土壤上覆盖的保湿材料为草袋，养护时间5天，保持混合土壤的含水量不低于25%，让混合土壤中的修复药剂与重金属污染土壤中不稳定的砷发生反应，以不溶性砷酸盐沉淀稳定化；
（5）养护5天后采样检测，处理后土壤中砷的浸出毒性检测结果为0.02mg/L， 满足《地下水质量标准》﹙GB/T14848-93﹚中Ⅲ类水浓度限值的要求。
Claims (2)
1.一种用于治理砷污染土壤的修复药剂，其特征在于：所述修复药剂包含以下原料，其质量百分比为：
氧化剂为5-30%；所述氧化剂为次氯酸钠、高氯酸钾、高锰酸钾、过硫酸铵的任意一种，或任意多种按任意比例混合；
铁基化合物为30-70%；所述铁基化合物为硫酸铁、氯化铁、硝酸铁的任意一种，或任意多种按任意比例混合；
矿物材料为10-60%；所述矿物材料为硅酸盐水泥、活性火山灰、膨润土、硅藻土高岭土、凹凸棒土的任意一种，或任意按任意比例混合；
将各原料分别磨制成粒度不小于200目的物料，按比例混合均匀，得到所述的修复药剂。
2.一种将权利要求1所述修复药剂用于治理砷污染土壤的使用方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
（1）检测待处理污染土壤中砷的含量及浸出毒性；
（2）根据检测结果，按质量比砷污染土壤：修复药剂=5~50:1添加修复药剂，将修复药剂均匀地铺撒在待处理土壤的表面；
（3）采用翻耕搅拌的方式将待处理土壤连同其上铺撒的修复药剂至少搅拌混合3次，形成混合土壤；通过加水方式，保持混合土壤的含水量不低于25%；
（4）在混合土壤上覆盖保湿材料，养护时间至少5天，让混合土壤中的修复药剂与重金属污染土壤中不稳定的砷发生反应，以不溶性砷酸盐沉淀稳定化；
（5）采样检测混合土壤中砷的浸出毒性；如果检测不符合环保要求，增加养护时间，必要时加水，直到检测结果符合环保要求。
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