CN106734144A - 一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法 - Google Patents

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吴启模
吴见珣
郭小伟
李金勇
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Abstract

本发明公开了一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法，包括以下步骤：在室温条件下，以石灰和漂白粉或次氯酸钠为可渗透反应墙介质，根据土壤及地下水中氰含量与含氰土壤的厚度，采用连续型通道，对含氰土壤及地下水进行原位修复。本发明的优点是工艺流程简单、易于实施、应用范围广、成本低、效率高，对含氰污染土壤及地下水的修复具有较好的社会效益和生态效益。

Description

一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法
技术领域
本发明属于污染土壤修复技术领域，尤其涉及一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法。
背景技术
氰化物属于剧毒物质，常见的无机氰化物有氢氰酸、氰化钾、氰化钠等，有机氰化物，是氰基通过单键与另外的碳原子结合而成，可为腈(C-CN)和异腈(C-NC)，常见的二甲基乙二腈、乙腈等。
氰化物拥有令人生畏的毒性，口服氢氰酸致死量为0.7～3.5mg/kg；吸入的空气中氢氰酸浓度达0.5mg/L即可致死；口服氰化钠、氰化钾的致死量为1～2mg/kg。氰化物广泛存在于自然界，在植物中，成人一次服用苦杏仁40～60粒、小儿10～20粒可发生中毒乃至死亡。未经处理的木薯致死量为150～300g。此外很多含氰化合物（如氰化钾、氰化钠和电镀、照相染料所用药物常含氰化物）都可引起急性中毒。
土壤是经济社会可持续发展的物质基础，关系人民群众身体健康，保护好土壤环境是推进生态文明建设和维护国家生态安全的重要内容。含氰污染土壤不但失去了土壤应有的本质用途，而且对人民群众的生活造成严重威胁，在影响土壤环境的同时也对地下水造成污染。含氰污染土壤及地下水的修复治理迫在眉睫。
常见的处理氰化物的方法有芬顿法、硫酸亚铁法、碱氯法等。碱氯法由于其具有处理药剂低廉易得，处理成本较低，处置量大等优点成为含氰废水和含氰废渣的最常见处理方法。在使用碱氯法处理含氰废渣方面，多采用先稳定化处理，再进行固化处理的方法，处理后的固化体失去的土壤的作用，不能进行耕种。
与传统的稳定化固化处理相比，利用可渗透反应墙技术，以碱氯为填充反应介质对含氰污染土壤及地下水进行原位修复，工艺流程简单、易于实施、应用范围广、成本低、效率高，对含氰污染土壤及地下水的修复具有较好的社会效益和生态效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法，该方法能有效修复含氰污染土壤及地下水。
本发明的技术方案是这样实现的：一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1) 选择含氰污染土壤及其地下水中含氰的土壤地块，对其表面进行原位修复；
2）在含氰污染土壤及其地下水中含氰的土壤地块设置灌注孔，采用连续型通道，形成可渗透反应墙FRB，可渗透反应墙与水平面保持倾斜角度；
3）通过灌注孔加入可渗透反应墙介质，调节可渗透反应墙介质pH值，破氰处理；
4）定期养护；
在室温条件下，以石灰和漂白粉或次氯酸钠为可渗透反应墙介质，根据含氰污染土壤及地下水中氰含量、含氰土壤的厚度及地下水位，采用连续型通道，对含氰污染土壤及地下水进行原位修复；
作为优选，所述含氰污染土壤含水率为20%～65%，氰含量为5～1000mg/kg；
作为优选，所述含氰污染地下水中氰含量为0.1～300mg/L；
作为优选，所述含氰污染土壤及地下水pH值为6～9；
作为优选，所述可渗透反应墙介质中的石灰调节反应体系pH值为9～12；
作为优选，所述可渗透反应墙介质中的氧化剂为漂白粉；
作为优选，所述可渗透反应墙与水平面的倾斜角度为35Ο～90Ο；
作为优选，所述定期养护的时间为7～60天；
作为优选，所述原位修复对其表面进行降水或加氧化剂氧化淋洗。
本发明中，对于含氰污染土壤及地下水中的氰化物通过两个方向去除：一是通过对其表面进行降水或加氧化剂氧化淋洗将氰化物溶于水中，与可渗透反应墙中的介质接触反应处理水中的氰化物；二是其本身与可渗透反应墙中的介质接触反应，利用地下水流向和浓度梯度差传质；可渗透反应墙中的石灰调节反应体系的pH值，确保反应在最佳条件下进行，使其充分反应；加入氧化剂氧化氰根离子，进行破氰，彻底除去氰化物。
本发明的有益效果在于：
利用可渗透反应墙对含氰污染土壤及地下水进行原位修复，实现含氰污染土壤及地下水的再生处理，其工艺流程简单、易于实施、应用范围广、成本低、效率高，对含氰污染土壤及地下水的修复具有较好的社会效益和生态效益。
说明书附图
图1为含氰污染土壤及地下水原位修复可渗透反应墙（FRB）剖面图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的其中一个实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
以某化工厂的含氰污染土壤及地下水为处理对象：pH=8.1，含水率为47.9%，总氰为990mg/kg，氰化物浸出浓度为108mg/L；其地下水pH=7.1，氰化物浓度为97.2mg/L；
利用本发明所述方法对此含氰污染土壤及地下水进行处理：
在常温条件下，称取10kg含氰污染土壤置于20cmX20cmX40cm的反应釜中，并加入适量对应的地下水模拟实际情况，设置一个30Ο的Φ6cm灌注孔，根据含氰污染土壤及地下水的pH值和氰化物含量，向灌注孔中加入适量石灰和漂白粉混合物，并定期对其表面进行降水或加氧化剂氧化淋洗，养护60天；
性能测试：依据中华人民共和国国家环境保护标准（HJ754-2015），土壤氰化物和总氰化物的测定分光光度法，含氰污染土壤总氰低于5mg/kg；依据中华人民共和国国家环境保护标准（HJ484-2009），水质氰化物的测定容量法和分光光度法，地下水氰化物浓度低于0.5mg/L。
实施例2
以某化工厂的含氰污染土壤及地下水为处理对象：pH=6.1，含水率为38.6%，总氰为338mg/kg，氰化物浸出浓度为31.2mg/L；其地下水pH=6.0，氰化物浓度为20.2mg/L；
利用本发明所述方法对此含氰污染土壤及地下水进行处理：
在常温条件下，称取10kg含氰污染土壤置于20cmX20cmX40cm的反应釜中，并加入适量对应的地下水模拟实际情况，设置一个35Ο的Φ5cm灌注孔，根据含氰污染土壤及地下水的pH值和氰化物含量，向灌注孔中加入适量石灰和漂白粉混合物，并定期对其表面进行降水或加氧化剂氧化淋洗，养护45天；
性能测试：依据中华人民共和国国家环境保护标准（HJ754-2015），土壤氰化物和总氰化物的测定分光光度法，含氰污染土壤总氰低于5mg/kg；依据中华人民共和国国家环境保护标准（HJ484-2009），水质氰化物的测定容量法和分光光度法，地下水氰化物浓度低于0.5mg/L。
实施例3
以某化工厂的含氰污染土壤及地下水为处理对象：pH=6.9，含水率为55.2%，总氰为183mg/kg，氰化物浸出浓度为18.1mg/L；其地下水pH=6.8，氰化物浓度为10.3mg/L；
利用本发明所述方法对此含氰污染土壤及地下水进行处理：
在常温条件下，称取10kg含氰污染土壤置于20cmX20cmX40cm的反应釜中，并加入适量对应的地下水模拟实际情况，设置一个45Ο的Φ4cm灌注孔，根据含氰污染土壤及地下水的pH值和氰化物含量，向灌注孔中加入适量石灰和漂白粉混合物，并定期对其表面进行降水或加氧化剂氧化淋洗，养护32天；
性能测试：依据中华人民共和国国家环境保护标准（HJ754-2015），土壤氰化物和总氰化物的测定分光光度法，含氰污染土壤总氰低于5mg/kg；依据中华人民共和国国家环境保护标准（HJ484-2009），水质氰化物的测定容量法和分光光度法，地下水氰化物浓度低于0.5mg/L。
实施例4
以某化工厂的含氰污染土壤及地下水为处理对象：pH=8.4，含水率为48.7%，总氰为101mg/kg，氰化物浸出浓度为8.6mg/L；其地下水pH=6.8，氰化物浓度为6.7mg/L；
利用本发明所述方法对此含氰污染土壤及地下水进行处理：
在常温条件下，称取10kg含氰污染土壤置于20cmX20cmX40cm的反应釜中，并加入适量对应的地下水模拟实际情况，设置一个60Ο的Φ3cm灌注孔，根据含氰污染土壤及地下水的pH值和氰化物含量，向灌注孔中加入适量石灰和漂白粉混合物，并定期对其表面进行降水或加氧化剂氧化淋洗，养护21天；
性能测试：依据中华人民共和国国家环境保护标准（HJ754-2015），土壤氰化物和总氰化物的测定分光光度法，含氰污染土壤总氰低于5mg/kg；依据中华人民共和国国家环境保护标准（HJ484-2009），水质氰化物的测定容量法和分光光度法，地下水氰化物浓度低于0.5mg/L。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1) 选择含氰污染土壤及其地下水含氰的土壤地块，对其表面进行原位修复；
2）在含氰污染土壤及其地下水含氰的土壤地块设置灌注孔，采用连续型通道，形成可渗透反应墙FRB，可渗透反应墙与水平面保持倾斜角度；
3）通过灌注孔加入可渗透反应墙介质，调节可渗透反应墙介质pH值，破氰处理；
4）定期养护。
2.根据权利要求1所述的一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法，其特征在于：所述含氰污染土壤含水率为15%～85%，氰含量为5～1000mg/kg。
3.根据权利要求1所述的一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法，其特征在于：所述含氰污染地下水中氰含量为0.1～300mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法，其特征在于：所述含氰污染土壤及地下水pH值为6～9。
5.根据权利要求1所述的一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法，其特征在于：步骤1）所述原位修复是对污染土壤表面进行降水或加氧化剂氧化淋洗，不需要对含氰污染土壤进行移动。
6.根据权利要求1所述的一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法，其特征在于：步骤2）所述可渗透反应墙与水平面的倾斜角度为35Ο～90Ο。
7.根据权利要求1所述的一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法，其特征在于：步骤3）所述可渗透反应墙介质为石灰和氧化剂。
8.根据权利要求1所述的一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法，其特征在于：步骤3）所述可渗透反应墙介质pH值为石灰调节反应体系pH值为9～12。
9.根据权利要求7所述的一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法，其特征在于：所述氧化剂为漂白粉、次氯酸钠两种之一或为其混合物。
10.根据权利要求1所述的一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法，其特征在于：步骤3）所述破氰处理为加入氧化剂氧化氰根离子，除去氰化物。
11.根据权利要求1所述的一种含氰污染土壤及地下水原位修复的方法，其特征在于：步骤4）所述定期养护的时间为8小时～60天。
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