CN107470343B - 一种复合药剂处理高浓度铅污染土壤的方法 - Google Patents

一种复合药剂处理高浓度铅污染土壤的方法 Download PDF

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    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically

Abstract

本发明涉及土壤修复领域，具体是一种复合药剂处理铅污染土壤的方法，包括以下步骤：将污染土壤和有机硫系螯合剂混合，搅拌10～30min使土壤和药剂混合均匀，得到混合物A，投加量为土壤干重的2～8％；将混合物A与改性粘土矿物材料混合，搅拌10～30min使其混合均匀，得到混合物B，投加量为土壤干重的2～10％；将混合物B的含水率调节至25～40％，养护时间为12～24小时；向养护后的混合物B中添加5～15％的熟石灰，混合均匀，养护时间为48小时。

Description

一种复合药剂处理高浓度铅污染土壤的方法
技术领域
本发明涉及环境保护中重金属污染土壤修复技术领域，具体地说，是一种有机硫螯合剂和粘土矿物材料联合处理铅污染土壤的方法。
背景技术
目前，土壤铅污染是国际上严峻的环境问题之一。美国环保署公布的“国家有限治理名录”中就有1208块铅污染场地急需治理。2014年，环境保护部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，我国土壤铅污染点位超标率高达1.5％。铅污染主要来自于要为汽车尾气、城市垃圾、以及采矿、金属冶炼等工业。铅和其化合物对人体各组织均有毒性，人体铅中毒可以引起多种症状，主要会导致肾功能障碍、心血管疾病、生殖系统中毒以及不可逆转的神经损害，即使是低浓度吸收，也会对儿童智力有潜在的不良影响。
重金属污染土壤常用的修复技术包括固化/稳定化、淋洗法和生物法。淋洗法成本较高，难以适用于大面积的修复，同时会破坏土壤结构、造成二次污染；生物修复是一种环境友好的修复手段，其优点是成本低、无二次污染且不改变土壤结构，缺点是修复周期太长。固化/稳定化技术是目前国际上常用的重金属污染土壤修复技术，这项技术通过将土壤中重金属的生物可利用性降低至可接受水平，从而实现土壤中重金属的固化/稳定化。这项技术具有成本低、操作性强、修复时间短、适用范围较广、工程实施便捷等特点，对经济快速地修复土壤重金属污染具有重要的意义。据不完全统计，目前国内实施土壤稳定化修复的工程案例已超过100例。修复铅污染土壤常用的固化/稳定化药剂主要包括磷矿粉、钙镁磷肥、过磷酸钙等含磷制剂，以及膨润土、沸石、海泡石等粘土矿物材料，这些药剂虽能实现土壤中磷的固化/稳定化，但无法处理高浸出浓度的(浸出浓度800mg/L以上)铅污染土壤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有机硫螯合剂和粘土矿物材料联合处理铅污染土壤的方法。
本发明的第一方面，提供一种复合药剂处理铅污染土壤的方法，采用组合有机硫系螯合剂和改性粘土矿物材料作为重金属稳定剂，包括以下步骤：
a)将污染土壤和有机硫系螯合剂混合，搅拌10～30min使土壤和药剂混合均匀，得到混合物A，投加量为土壤干重的2～8％；
b)将混合物A与改性粘土矿物材料混合，搅拌10～30min使其混合均匀，得到混合物B，投加量为土壤干重的2～10％；
c)将混合物B的含水率调节至25～40％，养护时间为12～24小时；
d)向养护后的混合物B中添加土壤干重的5～15％的熟石灰，混合均匀，养护时间为48小时。
优选的，所述的步骤a中的有机硫系螯合物为二硫代氨基甲酸盐，结构式如下：
Figure BDA0001369378240000021
其中，K为碱金属或碱土金属，R1、R2为烷基取代基。
更优选的，所述的步骤a中的有机硫系螯合物为二硫代氨基甲酸钠。
优选的，所述的步骤b中的改性粘土矿物材料的制备方法：
将有机改性溶液以5-15％的质量百分比加入到粘土矿物中，在70℃水浴中搅拌反应1.5～2小时，在60℃下烘干，研磨过200目筛，最后在115℃下活化2h，得到改性粘土矿物材料。
优选的，所述的有机改性溶液选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、四甲基溴化铵、苯基三甲基溴化铵中的一种或两种以上按任意比例的混合。
更优选的，所述的有机改性溶液为十六烷基三甲基溴化铵。
优选的，所述的粘土矿物选自蒙脱石、膨润土、硅藻土、沸石、海泡石中的一种或两种以上按任意比例的混合。
更优选的，所述的粘土矿物为膨润土。
更优选的，所述的步骤b中的改性粘土矿物材料的制备方法：将十六烷基三甲基溴化铵溶液以10％的质量百分比加入到膨润土中，在70℃水浴中搅拌反应2小时，在60℃下烘干，研磨过200目筛，最后在115℃下活化2h，得到改性粘土矿物材料，即十六烷基三甲基溴化铵改性膨润土。
本发明的有益效果在于：
1、针对的目标重金属多样，尤其针对铅污染土壤的稳定化效果最佳；
2、对高浓度铅污染土壤具有较好的稳定化效果；
3、药剂包含有机和无机稳定化材料，协调作用，效果更显著；
4、可以根据重金属需要选择不同种类的有机改性溶液，进而增强了专一性(针对性)，提高稳定化效果；
5、过程中加入熟石灰，能提高土壤颗粒的分散性，提高养护效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
实施例1
重庆某地高浓度铅污染土壤，修复目标值为满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)的要求，即浸出液铅浓度低于0.25mg/L。土壤物理指标分别为，含水率13-14％，有机质含量142-172g/kg，pH 7.2-8.1。
按照《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》(HJ/T300-2007)制得铅污染土壤浸出液，浸出液中铅浓度为1064.5mg/L。
利用本发明的方法对上述土壤进行稳定化处理，采用的改性粘土矿物材料的制备方法是将十六烷基三甲基溴化铵溶液以10％的质量百分比加入到膨润土中，在70℃水浴中搅拌反应2小时，在60℃下烘干，研磨过200目筛，最后在115℃下活化2h，得到十六烷基三甲基溴化铵改性膨润土。采用的有机硫系螯合剂为二硫代氨基甲酸钠。
稳定化方法为，称取150g干燥土壤，二硫代氨基甲酸钠、十六烷基三甲基溴化铵改性膨润土和熟石灰的投加量占土壤干重的质量百分数分别见下表1。
表1
Figure BDA0001369378240000031
Figure BDA0001369378240000041
实施例2
某场地铅污染土壤，修复目标值为满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)的要求，即浸出液铅浓度低于0.25mg/L。
按照《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》(HJ/T300-2007)制得铅污染土壤浸出液，浸出液中铅浓度为964.7mg/L。
利用本发明的方法对上述土壤进行稳定化处理，采用的改性粘土矿物材料的制备方法是将十六烷基三甲基溴化铵溶液以10％的质量百分比加入到膨润土中，在70℃水浴中搅拌反应2小时，在60℃下烘干，研磨过200目筛，最后在115℃下活化2h，得到十六烷基三甲基溴化铵改性膨润土。采用的有机硫系螯合剂为二硫代氨基甲酸钠。
稳定化方法为，称取150g土壤，过磷酸钙(农用化肥)和磷酸二氢钠(常见药剂)按照磷酸与铅摩尔比10:1计算投加，投加量分别为土壤干重的18.5％和7.5％。
表2
Figure BDA0001369378240000042
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (2)

1.一种复合药剂处理铅污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a）将污染土壤和有机硫系螯合剂混合，搅拌10~30 min使土壤和药剂混合均匀，得到混合物A，投加量为土壤干重的2~8%；
b）将混合物A与改性粘土矿物材料混合，搅拌10~30 min使其混合均匀，得到混合物B，投加量为土壤干重的2~10%；
c）将混合物B的含水率调节至25~40%，养护时间为12~24小时；
d）向养护后的混合物B中添加5~15%的熟石灰，混合均匀，养护时间为48小时；
所述的步骤a中的有机硫系螯合剂为二硫代氨基甲酸钠；
所述的步骤b中的改性粘土矿物材料的制备方法：
将有机改性溶液以5-15%的质量比加入到粘土矿物中，在70℃水浴中搅拌反应1.5~2小时，在60℃下烘干，研磨过200目筛，最后在115℃下活化2h，得到改性粘土矿物材料；
所述的有机改性溶液选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、四甲基溴化铵、苯基三甲基溴化铵中的一种或两种以上按任意比例的混合；
所述的粘土矿物选自蒙脱石、膨润土、硅藻土、沸石、海泡石中的一种或两种以上按任意比例的混合。
2.根据权利要求1所述的复合药剂处理铅污染土壤的方法，其特征在于，所述的步骤b中的改性粘土矿物材料的制备方法：将十六烷基三甲基溴化铵溶液以10%的质量百分比加入到膨润土中，在70℃水浴中搅拌反应2小时，在60℃下烘干，研磨过200目筛，最后在115℃下活化2h，得到改性粘土矿物材料，即十六烷基三甲基溴化铵改性膨润土。
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