CN102921719A

CN102921719A - 砷污染土壤的淋洗修复方法

Info

Publication number: CN102921719A
Application number: CN2012104681493A
Authority: CN
Inventors: 张焕祯; 唐敏; 张国臣; 刘明柱
Original assignee: Beijing Zhongdi Hongke Environment Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Zhongdi Hongke Environment Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2013-02-13

Abstract

本发明公开了一种砷污染土壤的淋洗修复方法，首先对砷污染土壤进行破碎，然后通过向砷污染土壤中加入柠檬酸溶液，降低浸出的砷含量。能高效的处理砷污染土壤，并且其操作管理简单。适用于重大突发性的砷污染治理。

Description

砷污染土壤的淋洗修复方法

技术领域

本发明涉及一种砷污染土壤的处理技术，尤其涉及一种砷污染土壤的淋洗修复方法。

背景技术

砷是一种典型的毒害元素，长期以来被视为环境地球化学的重要研究对象。环境中砷的化学形态、价态的不同直接导致其毒性的差异。在一般污染水平下，生活在土壤中的动植物及微生物都会表现出相应的受害症状。人体直接或间接接触不同浓度的砷污染物时，会出现不同的急、慢性中毒现象。突发的重大环境污染事故发生时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。

砷污染治理方法主要包括物理、化学和生物法等。物理法主要是采用一些工程措施来治理污染土壤。对于土壤砷污染，若污染严重但受污染面积不大，可采用换土或客土法，对换出土壤要妥善处理，防止二次污染。化学法主要包括土壤淋洗法、玻璃化法、电化学法等。生物法主要包括土壤动物修复、微生物修复、植物修复等。

萃取修复砷污染土壤的关键是寻找一种经济高效的萃取剂。萃取剂主要根据实际条件来选择，如中性盐试剂、缓冲试剂、强酸强碱试剂、螯合剂等等。同时，它的选择还取决于土壤中金属元素的形态及土壤的种类。Tokunaga S.等在人工砷污染土壤上（砷含量为2830mg/kg），用不同浓度的氢氟酸、磷酸、硫酸、盐酸、硝酸、高氯酸、醋酸、过氧化氢、3∶1盐酸-硝酸、2∶1硝酸-高氯酸冲洗土壤，结果表明，磷酸在9.4%酸浓度条件下，6h砷的提取量达到99.9%，磷酸是最有前途的提取剂。除此之外，硫酸也可以达到很高的提取量（Tokunaga S,et al.，2002）。Alam等开展的批处理实验结果表明，磷酸盐对铁铝结合态的砷具有较高的去除率，去除率可达到40%以上（Alam M G M,et al.，2001）。但用酸溶液淋洗污染土壤也带来一部分负面影响，过高的酸度会破坏土壤的理化性质，使大量土壤养分淋失，破坏土壤微团聚体结构；淋洗产生的废液增加了后续处理成本。这些都限制了其在土壤修复中的应用。因此开发一种实用的砷污染土壤淋洗使用方法十分有必要，现有技术中有以下几种方法：

中国专利（公开号CN1806952）公开了一种砷污染土壤的治理方法，该方法主要包括以下步骤：（1）向被砷污染的土壤中添加生物有机肥；（2）添加甲硫氨酸和谷氨酸作为甲基供体；（3）调节土壤含水率；（4）调节pH值为5.3-8；（5）创造厌氧环境。该方法利用土壤微生物的挥发作用可实质性的去处土壤中的砷，成本低，无二次污染，但该方法无法实现高效治理砷污染。

中国专利（公开号CN1528533）公开了一种污染土壤的肾蕨和大豆植物修复方法。其采用选中培育的肾蕨植物和大豆农作物。该发明针对砷、铅、镉、汞复合污染土壤，采取轮作与间种方法，有利于污染土壤中有害元素的有效清除，然而该方法无法实现高效治理砷污染。

中国专利（公开号CN101879521）公开了一种利用铁盐溶液对土壤中的砷进行固定的方法。其采用向污染土壤中加入铁盐溶液，使得铁盐溶液与土壤中的砷发生反应，形成铁的砷酸盐，此方法适合重大突发性前期的快速固定。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够快速、高效的处理砷污染土壤，并且操作管理简单，适用于重大突发性的砷污染治理的砷污染土壤的淋洗修复方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的砷污染土壤的淋洗修复方法，包括步骤：

向砷污染土壤中加入柠檬酸溶液，使得浸出砷含量降低到符合浸出标准。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的砷污染土壤的淋洗修复方法，通过向砷污染土壤中加入柠檬酸溶液，使得浸出砷含量降低到符合浸出标准，能够快速、高效的处理砷污染土壤，通过添加柠檬酸溶液，并且其操作管理简单，适用于重大突发性的砷污染治理。

附图说明

图1为本发明实施例提供的砷污染土壤的淋洗修复方法的工艺流程图；

图2为本发明实施例中柠檬酸溶液对砷的淋洗效果随柠檬酸溶液浓度的变化图（粉粘土）；

图3为本发明实施例中柠檬酸溶液对砷的淋洗效果随液土比的变化图（粉粘土）；

图4为本发明实施例中柠檬酸溶液对砷的淋洗效果随淋洗时间的变化图（粉粘土）；

图5为本发明实施例中柠檬酸溶液对砷的淋洗效果随柠檬酸溶液浓度的变化图（砂土）；

图6为本发明实施例中柠檬酸溶液对砷的淋洗效果随液土比的变化图（砂土）；

图7为本发明实施例中柠檬酸溶液对砷的淋洗效果随淋洗时间的变化图（砂土）。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的砷污染土壤的淋洗修复方法，其较佳的具体实施方式是：

包括步骤：

在加入柠檬酸溶液之前，还包括对砷污染土壤进行破碎的步骤。

对所述砷污染土壤破碎处理至10-20目之间。

在加入柠檬酸溶液之前，还包括对土壤进行pH调节的步骤。

在加入柠檬酸溶液之前，还包括对测定砷污染土壤中砷含量的步骤。

当所述砷污染土壤为粉粘土时，加入柠檬酸溶液的优选液土比为20mL/g；当所述砷污染土壤为砂土时，加入柠檬酸溶液的优选液土比为25mL/g。

加入的柠檬酸溶液的浓度为0.1mol/L。

柠檬酸溶液对土壤进行处理后，对土壤进行浸出毒性试验以确定处理后土壤的浸出砷的含量是否符合浸出标准。

所述浸出砷的含量符合浸出标准为：土壤浸出砷的含量小于2mg/L。

本发明的砷污染土壤的淋洗修复方法，能够显著去除供试粉粘土中的大部分砷，大大降低粉粘土中砷的生物有效性。采用本发明的方法能高效的处理砷污染土壤，并且其操作管理简单。适用于重大突发性的砷污染治理。

具体实施例，如图1至图7所示：

如图1所示，为本发明的砷污染土壤的治理方法的步骤图，作为一个较佳的实施例，采用的技术方案包括以下步骤：

步骤1、污染土壤的预处理：在污染场地，利用粉碎机等设备对污染土壤进行破碎，使处理后的土壤在20目左右，同时对破碎后的土壤进行人工或机械混匀。对于污染强度高的表层土，污染强度超过《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中砷浓度标准值的100倍，如总砷浓度超过100mg/kg，可使用异位治理的方法将表土挖出后异地进行处理，再考虑回填或填埋等后续处置方法。

步骤2、污染土壤pH调节：土壤环境呈中性或偏碱性。一般土壤呈酸性有利于重金属被淋洗出来，但由于所选用的淋洗剂柠檬酸溶液在酸性条件下不稳定，容易与H+发生反应，生成单质硫和二氧化硫，所以土壤最好呈中性或偏碱性。

步骤3、施用淋洗剂修复土壤：测定土壤砷污染的水平，之后，向污染土壤加入浓度为0.1mol·L^-1的柠檬酸溶液，同时，一边加入柠檬酸溶液，一边不断搅拌，使柠檬酸溶液与污染土壤充分接触。对于粉粘土，连续搅拌12h；对于粉砂土，连续搅拌6h。

步骤4、淋洗效果的检验（浸出毒性试验确定浸出液砷含量）：浸出液的制备按照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》（HJ/T299-2007）。浸出液砷含量的测定采用冷原子吸收分光光度法（GB7468-87）测定。

实施例1：

实验用土壤采自北京市海淀区，土壤质地为粉粘土，经风干、去杂和研磨后，过20目尼龙筛。部分土样进一步用玛瑙研钵研磨，过100目尼龙筛，用来测定土壤中总砷含量。砷污染土壤通过人工外源添加而成。本实例所用的人工配制土壤砷污染强度为1200mg/kg。

表1人工配制模拟土壤的部分特征

在本实施例中，加入0.1mol·L^-1柠檬酸溶液，液土比为20mL/g，淋洗21h，可淋洗出砷85.51%，萃取后的土壤经浸出毒性监测符合《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）要求的无害化堆放标准。

实施例2：

实验用土壤采自北京市大兴区某河流，土壤质地为粉砂土，经风干、去杂和研磨后，过20目尼龙筛。部分土样进一步用玛瑙研钵研磨，过100目尼龙筛，用来测定土壤中总砷含量。砷污染土壤通过人工外源添加而成。本实例所用的人工配制土壤砷污染强度为1200mg/kg。

表2人工配制模拟土壤的部分特征

在本实施例中，加入0.1mol·L^-1柠檬酸溶液，液土比为25mL/g，淋洗21h，可淋洗出砷97.36%，淋洗后的土壤经浸出毒性监测符合《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）要求的无害化堆放标准。

本发明的砷污染土壤的治理方法，能够快速、高效的处理砷污染土壤，通过添加柠檬酸溶液，能够显著去除供试土样中的浸出砷。并且其操作管理简单，适用于重大突发性的砷污染治理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种砷污染土壤的淋洗修复方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的砷污染土壤的淋洗修复方法，其特征在于，在加入柠檬酸溶液之前，还包括对砷污染土壤进行破碎的步骤。

3.根据权利2要求所述的砷污染土壤的淋洗修复方法，其特征在于，对所述砷污染土壤破碎处理至10-20目之间。

4.根据权利要求1所述的砷污染土壤的淋洗修复方法，其特征在于，在加入柠檬酸溶液之前，还包括对土壤进行pH调节的步骤。

5.根据权利要求1所述的砷污染土壤的淋洗修复方法，其特征在于，在加入柠檬酸溶液之前，还包括测定砷污染土壤中砷含量的步骤。

6.根据权利要求1至5任一项所述的砷污染土壤的淋洗修复方法，其特征在于，当所述砷污染土壤为粉粘土时，加入柠檬酸溶液的优选液土比为20mL/g；当所述砷污染土壤为砂土时，加入柠檬酸溶液的优选液土比为25mL/g。

7.根据权利要求6所述的砷污染土壤的淋洗修复方法，其特征在于，加入的柠檬酸溶液的浓度为0.1mol/L。

8.根据权利要求1至5任一项所述的砷污染土壤的淋洗修复方法，其特征在于，柠檬酸溶液对土壤进行处理后，对土壤进行浸出毒性试验以确定处理后土壤的浸出砷的含量是否符合浸出标准。

9.根据权利要求8所述的砷污染土壤的淋洗修复方法，其特征在于，所述浸出砷的含量符合浸出标准为：土壤浸出砷的含量小于2mg/L。