CN103752597B - 一种利用固定剂增效热处理土壤中重金属的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用固定剂增效热处理土壤中重金属的方法，属于土壤修复技术领域。该方法是取一定量的重金属污染土壤，在该污染的土壤中加入固定剂以及水，经马弗炉中煅烧后取出。该方法规避了土壤中重金属难以移除的难题，在有固定剂条件下高温热固定土壤中重金属，相比单纯的化学试剂固定，该方法固定效率更高，不易再次活化；相比单一高温热固定处理，该方法效果更好，温度要求更低，可节省工程成本。利用该固定剂增效高温热处理土壤中铜和锌，该方法固定效率高、成本低，适用于工厂企业搬迁地重金属污染土壤的修复。
Description
技术领域
本发明涉及污染土壤修复技术领域，具体是一种利用固定剂增效热处理土壤中重金属的方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，环境压力持续增长，重金属污染土壤从而导致的土壤质量下降已直接影响了人类健康。铜、锌是造成土壤污染的两种典型重金属，普遍存在于一般重金属污染场地中，也是较难处理的重金属之一。如何修复铜和锌污染土壤至今仍然是土壤修复领域的一大难点。
目前，土壤重金属污染现行的治理方法主要有以下四种：物理工程治理法、生物治理法、化学治理法以及农业治理法。但是，物理工程治理费用高，生物治理效果不明显，化学治理容易造成二次污染，农业治理周期长等。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术问题提供一种利用固定剂增效热处理土壤中重金属的方法，该方法利用固定剂来增强热处理土壤中重金属，利用高温热处理解决了单纯化学固定中重金属容易再次活化的缺点，而添加固定剂则提高了热处理重金属污染土壤的修复效果，降低了热处理的温度、进而有效降低其工程成本。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种利用固定剂增效热处理土壤中重金属的方法，该方法包括以下步骤：
（1）取样品土壤，在样品土壤中加入固定剂和水，得到混合物；
（2）将所述的混合物搅拌均匀后静置；
（3）将静置后的混合物进行煅烧；
（4）煅烧后，取出样品，冷却至室温。
步骤（1）中的固定剂为骨粉和生石灰，优选所述的固定剂是质量比为1:1的骨粉和生石灰。
步骤（1）中所述的固定剂为样品土壤质量的8～12%，水为样品土壤质量的18～22%。
步骤（2）中静置时间为20～26h。
步骤（3）中所述的煅烧是放入温度为380～420℃的马弗炉中煅烧；进一步地优选，步骤（3）中马弗炉的时间为1h，煅烧温度为400℃。
本发明技术方案中所采用的骨粉为粉末状或颗粒状，生石灰为粉末状。
本发明技术方案所述的重金属为锌或铜。
本发明的有益效果
本发明技术方案中采用在土壤中添加固定剂，进一步进行热处理从而将土壤中铜和锌固定。该方法利用高温热处理解决了单纯化学固定中重金属容易再次活化的缺点，而添加固定剂则提高了热处理重金属污染土壤的修复效果，降低了热处理的温度、进而有效降低其工程成本。
附图说明
图1为400℃下焙烧污染土壤中Zn的固定率。
图2为400℃下焙烧污染土壤中Cu的固定率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
仪器：马弗炉为箱式电阻炉，型号为SX2-6-13（制造商：上海新苗医疗器械制造有限公司）
实施例1
本实施例包括以下几个步骤：
1)污染土壤样品：供试黄棕壤采自江苏省南京市郊区，土壤采回后过20目筛，用含Zn元素的化合物水溶液和含Cu元素的化合物水溶液污染土壤，静置30d后，将污染土壤再次过20目筛，室温下保存待用，此时，土壤中Zn的浓度为546.46mg/kg，Cu的浓度为458.59mg/kg。
2)污染土壤的处理：称取污染土壤样品8.00g和固定剂（骨粉+生石灰；骨粉和生石灰的质量比为1:1）0.8g于陶瓷坩埚中，再加入0.4mL的纯水，充分混匀，静置24h；将装有污染样品的坩埚置于事先已加热到400℃的马弗炉中高温焙烧，焙烧时间分别为0.5～8h，冷却至室温，取出样品；
3)污染土壤中重金属的检测：参照李亮亮等于2008年在《土壤》杂志上发表的文章《土壤有效态重金属提取剂选择的研究》（40（5）：819-823）中关于重金属土壤的检测方法对土壤中的Zn、Cu含量进行检测，具体检测步骤如下：
分别称取焙烧后的土样2.00g置于50mL塑料离心管中，加入有效态提取剂0.05mol/L的EDTA-2Na10mL，置于摇床中振荡1.5h后，4000r/min离心5min；取0.25mL上清液于10mL于塑料离心管中，再加入4.75mL纯水，混匀后用电感耦合等离子发射光谱仪测定溶液中Zn、Cu浓度，分析处理土壤中有效态重金属的含量，计算固定率。每个处理设3个平行，结果取平均值，测定结果如下表：
表1不同热处理土壤中Zn的残留量（mg/kg）和固定率（%）
由表1中可以看出，添加固定剂（骨粉+生石灰）后热处理土壤中锌的固定率为94.6%以上，比无固定剂处理固定率提高9.7～23.8%。
表2不同热处理土壤中Cu的残留量（mg/kg）和固定率（%）
由表2可以看出，添加固定剂（骨粉+生石灰）后热处理土壤中铜的固定率为96.2%以上，比无固定剂处理固定率提高1.2～2.7%。
综上所述，采用本发明技术方案热处理土壤，使得土壤中铜、锌的迁移转化，降低土壤铜、锌的有效性及污染风险。
Claims (3)
1.一种利用固定剂增效热处理土壤中重金属的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
（1）取样品土壤，在样品土壤中加入固定剂和水，得到混合物；其中固定剂是质量比为1:1的骨粉和生石灰，固定剂为样品土壤质量的8~12 %，水为样品土壤质量的18~22%；
（2）将所述的混合物搅拌均匀后静置20~26h；
（3）将静置后的混合物进行煅烧；煅烧是放入温度为 380~420℃的马弗炉中煅烧，煅烧时间为0.5~8h；
（4）煅烧后，取出样品，冷却至室温；
所述的重金属为锌。
2.根据权利要求1所述的利用固定剂增效热处理土壤中重金属的方法，其特征在于：步骤（3）中马弗炉中煅烧的时间为1h。
3.根据权利要求1 所述的利用固定剂增效热处理土壤中重金属的方法，其特征在于：步骤（3）中马弗炉的煅烧温度为400℃。
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