CN109382396A - 一种用于处理锑污染土壤修复药剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及到一种用于处理锑污染土壤修复药剂及其使用方法，其中，修复药剂包括5‑25％的还原剂、25‑55％的硫基化合物、20‑45％的矿物材料和1‑5％的磷酸盐，其中将各个原料分别磨制成颗粒度大于200目的物料，并均匀混合制得所述修复药剂；本发明技术方案仅需将修复药剂均匀地投加在待处理污染土壤的表面，利用翻耕机械设备将待处理污染土壤与修复药剂同时进行翻耕拌合，覆盖保湿材料进行养护，使用方法工艺简单，便于操作，适合于进行大规模的工程推广应用。

Description

一种用于处理锑污染土壤修复药剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及到一种用于处理锑污染土壤修复药剂及其使用方法。

背景技术

锑是一种有毒的化学元素，元素符号为Sb，它是一种白色有光泽，硬而脆的金属，常制成棒、块、粉等多种形状。近年来随着科学技术的发展，锑时下已被广泛用于生产各种阻燃剂、搪瓷、玻璃、橡胶、涂料、颜料、陶瓷、塑料、半导体元件、烟花、医药及化工等部门产品。这些产品一旦成为垃圾，其中所含锑也将随之进入环境，通过分解，渗滤和沉积等进入土壤，对土壤造成污染。土壤中锑以三价Sb(III)和五价Sb(V)的形态存在，主要以五价的化合物存在。虽然其毒性小于三价，迁移性差，但不排除在环境条件改变情况下锑毒性增强、可移动性增大，从而进入食物链或直接对人体造成伤害。因此，防患未然，尽早提出对其进行有效控制的策略和方法是急迫且具有意义的。目前，针对土壤中的锑污染主要采用以下几种技术：

1)土壤淋洗技术

土壤淋洗技术(Soil Flushing/Washing)是采用物理化学方法将重金属从土壤中分离出来。其物理方法一般是将污染物富集在土壤中占少量的细小颗粒上，并通过水力或重力的方法将土壤中占大部分的大颗粒分离出；其化学方法则是利用试剂与土壤固相中的重金属作用形成溶解性的重金属离子或金属络合物，从而将土壤中的污染物转移至溶液中。土壤淋洗技术需要选择合适场地污染特性的淋洗剂，常用的淋洗剂有无机酸、天然有机酸、人工合成螯合剂、表面活性剂等。土壤淋洗技术具有修复效果稳定、彻底，周期短，效率高等优点。但是，该技术对渗透性较差的土壤修复效果相对较差。目前，去除效率较高的淋洗剂价格都比较昂贵，难以用于大面积的实际修复；同时，洗脱废液的回收处理也是一大难题。

2)植物修复技术

植物修复技术是利用植物进行提取、富集、降解、根际滤除、挥发和固定等方式移除、转变和破坏土壤中的重金属污染物质，使污染土壤恢复其正常功能。该技术具有传统环境修复技术所不具备的优点，表现为治理效果的永久性、治理过程的原位性、治理成本的低廉性、环境美学的兼容性。修复过程一般无二次污染,某些金属元素甚至可回收利用。但是，它的修复周期长，后续植物收集、处理工艺复杂，难以大范围推广和应用。

3)固化/稳定化技术

重金属固化/稳定化技术(Stabilization/Solidification)通常包括稳定化和固化两种类型，固化/稳定化技术可原位或异位实施，常用的工艺是将固化/稳定化药剂与污染介质(土壤)充分混合与养护，通过一系列物理化学反应过程，最终将污染介质中易溶出重金属处理为长期稳定低溶出的形态，甚至固定在原始矿石结构中，从而降低污染物在环境中的迁移和扩散。一般根据修复场地的操作空间，污染物土壤深度以及固化/稳定化药剂类型等，来选择采用原位还是异位技术。该技术具有技术成熟，操作简单、安全，排放少，处置成本较低等优点。

目前，对重金属污染土壤固化/稳定化修复技术主要是采用水泥、石灰、粉煤灰等材料使重金属离子钝化，存在固化效果差、药剂用量大、效果不稳定等缺点，难以在我国大范围进行推广使用。因此，研发出新型的固化/稳定化修复技术药剂对于锑污染的治理显得非常具有意义。

发明内容

本发明鉴于上述技术问题，提供了一种用于处理锑污染土壤修复药剂及其使用方法，该方法解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种用于处理锑污染土壤修复药剂，其中，包括：

所述的修复药剂按质量百分比，包括5-25％的还原剂、25-55％的硫基化合物、20-45％的矿物材料和1-5％的磷酸盐，其中将各个原料分别磨制成颗粒度大于200目的物料，并均匀混合制得所述修复药剂。

上述的用于处理锑污染土壤修复药剂，其中，所述的硫基化合物为硫化钠、硫化铵、多硫化钠、硫化亚铁、硫化钾、多硫化钾、硫化钙其中的一种或两种以上任意组合物；所述的矿物材料为高岭土、凹凸棒土、膨润土、硅藻土或活性火山灰其中的一种或两种以上任意组合物；所述的磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢钙、磷酸、磷酸氢二铵或磷酸氢二钠其中的一种或两种以上任意组合物；所述的还原剂为硫酸亚铁、焦亚硫酸钠、硫化钠其中的一种或两种以上任意组合物。

上述的用于处理锑污染土壤修复药剂，其中，所述的修复药剂按质量百分比，包括10-20％的还原剂、35-50％的硫基化合物、25-40％的矿物材料和1-5％的磷酸盐。

上述的用于处理锑污染土壤修复药剂的使用方法，其中，包括以下步骤：

步骤S1、检测待处理污染土壤中锑的含量及其浸出毒性浓度；

步骤S2、将修复药剂均匀地投加在待处理污染土壤的表面，其中，修复药剂与待处理污染土壤按质量份数比为1：10～20；

步骤S3、用翻耕机械设备将待处理污染土壤与修复药剂同时进行翻耕拌合，且拌合次数不低于3次，在拌合过程中喷洒水分，保持土壤表面维持湿润，且混合土壤的含水量不低于20％；

步骤S4、拌合完成后，在处理后土壤表面覆盖保湿材料进行养护，养护时间不少于3天，使土壤中的修复药剂与锑污染物发生充分的理化反应；

步骤S5、养护完成后，采样检测混合土壤中锑的浸出毒性，直至检测结果符合环保要求。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明修复药剂采用特定比例的还原剂、硫基化合物、矿物材料和磷酸盐，通过还原药剂可以大大降低土壤毒性，能降低其对环境的危险。本发明修复药剂通过硫基化合物和磷酸盐与重金属离子结合，产生硫化物沉淀以及磷酸盐沉淀，极大地降低重金属离子的迁移风险，同时通过修复药剂中的矿物质材料具有很强的吸附性特点，可有效降低重金属离子与有毒有机物的浸出，本发明通过还原、沉淀和吸附的物化协同作用，极大地增强了对土壤中重金属离子与有毒有机物污染物的长期稳定化效果，土壤修复效果好，具有很好的应用前期。本发明修复药剂所涉及到的原材料都是常见的工业产品，原料可以就地取材，成本低廉。本发明仅需将修复药剂均匀地投加在待处理污染土壤的表面，利用翻耕机械设备将待处理污染土壤与修复药剂同时进行翻耕拌合，覆盖保湿材料进行养护，使用方法工艺简单，便于操作，适合于进行大规模的工程推广应用。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。

本发明技术方案提供了一种用于处理锑污染土壤修复药剂及其使用方法，具体方案包括：

修复药剂按质量百分比，包括5-25％的还原剂、25-55％的硫基化合物、20-45％的矿物材料和1-5％的磷酸盐，其中将各个原料分别磨制成颗粒度大于200目的物料，并均匀混合制得所述修复药剂。

其中，硫基化合物为硫化钠、硫化铵、多硫化钠、硫化亚铁、硫化钾、多硫化钾、硫化钙其中的一种或两种以上任意组合物；矿物材料为高岭土、凹凸棒土、膨润土、硅藻土或活性火山灰其中的一种或两种以上任意组合物；磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢钙、磷酸、磷酸氢二铵或磷酸氢二钠其中的一种或两种以上任意组合物；还原剂为硫酸亚铁、焦亚硫酸钠、硫化钠其中的一种或两种以上任意组合物。本发明通过还原剂能充分将土壤内重金属还原，降低其在土壤中的污染物浓度，大大降低其对环境的危险，本发明硫基化合物和磷酸盐与重金属离子结合，产生硫化物沉淀以及磷酸盐沉淀，降低重金属离子的迁移风险，同时通过矿物质材料具有很强的吸附性的特点，可有效降低重金属离子与有毒有机物的浸出，能够最大程度保证稳定化固化的处理效果。

在一可选但非限制性的实施例中，本发明用于处理锑污染土壤修复药剂，按质量百分比，包括10-20％的还原剂、35-50％的硫基化合物、25-40％的矿物材料和1-5％的磷酸盐，该质量百分比组合方式对土壤修复效果更好，其他相关的实施例质量百分比如下表1所示：

表1

本发明用于处理锑污染土壤修复药剂的使用方法，包括以下步骤：

步骤S1、检测待处理污染土壤中铬的含量及其浸出毒性浓度，取常州市新北区锑污染场地的土壤100公斤，采用《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)中规定的检测方法测定土壤样品中总铬和六价铬的含量，检测结果分别为1250mg/kg和680mg/kg；利用《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，测定污染土壤浸出液中铬和六价铬的含量，总铬和六价铬的浸出毒性检测结果分别为40mg/L和15mg/L。

步骤S2、将修复药剂均匀地投加在待处理污染土壤的表面，其中，修复药剂与待处理污染土壤按质量份数比为1：10～20，具体投加量按表2所示：

表2

步骤S3、用翻耕机械设备将待处理污染土壤与修复药剂同时进行翻耕拌合，且拌合次数不低于3次，在拌合过程中喷洒水分，保持土壤表面维持湿润，且混合土壤的含水量不低于20％。

步骤S4、拌合完成后，在处理后土壤表面覆盖保湿材料进行养护，养护时间不少于3天，使土壤中的修复药剂与锑污染物发生充分的理化反应，养护具体时间见表3所示：

项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7	实施例8
									养护时间(h)	125	130	140	150	125	130	125	135

表3

步骤S5、养护完成后，采样检测混合土壤中铬的浸出毒性，直至检测结果符合环保要求，具体检测结构见表4所示：

表4

综上所述，本发明修复药剂采用特定比例的还原剂、硫基化合物、矿物材料和磷酸盐，通过还原药剂可以大大降低土壤毒性，能降低其对环境的危险。本发明修复药剂通过硫基化合物和磷酸盐与重金属离子结合，产生硫化物沉淀以及磷酸盐沉淀，极大地降低重金属离子的迁移风险，同时通过修复药剂中的矿物质材料具有很强的吸附性特点，可有效降低重金属离子与有毒有机物的浸出，本发明通过还原、沉淀和吸附的物化协同作用，极大地增强了对土壤中重金属离子与有毒有机物污染物的长期稳定化效果，土壤修复效果好，具有很好的应用前期。本发明修复药剂所涉及到的原材料都是常见的工业产品，原料可以就地取材，成本低廉。本发明仅需将修复药剂均匀地投加在待处理污染土壤的表面，利用翻耕机械设备将待处理污染土壤与修复药剂同时进行翻耕拌合，覆盖保湿材料进行养护，使用方法工艺简单，便于操作，适合于进行大规模的工程推广应用。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种用于处理锑污染土壤修复药剂，其特征在于，包括：

所述的修复药剂按质量百分比，包括5-25％的还原剂、25-55％的硫基化合物、20-45％的矿物材料和1-5％的磷酸盐，其中将各个原料分别磨制成颗粒度大于200目的物料，并均匀混合制得所述修复药剂。

2.根据权利要求1所述的用于处理锑污染土壤修复药剂，其特征在于，所述的硫基化合物为硫化钠、硫化铵、多硫化钠、硫化亚铁、硫化钾、多硫化钾、硫化钙其中的一种或两种以上任意组合物；所述的矿物材料为高岭土、凹凸棒土、膨润土、硅藻土或活性火山灰其中的一种或两种以上任意组合物；所述的磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢钙、磷酸、磷酸氢二铵或磷酸氢二钠其中的一种或两种以上任意组合物；所述的还原剂为硫酸亚铁、焦亚硫酸钠、硫化钠其中的一种或两种以上任意组合物。

3.根据权利要求1所述的用于处理锑污染土壤修复药剂，其特征在于，所述的修复药剂按质量百分比，包括10-20％的还原剂、35-50％的硫基化合物、25-40％的矿物材料和1-5％的磷酸盐。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的用于处理锑污染土壤修复药剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、检测待处理污染土壤中锑的含量及其浸出毒性浓度；

步骤S2、将修复药剂均匀地投加在待处理污染土壤的表面，其中，修复药剂与待处理污染土壤按质量份数比为1：10～20；

步骤S3、用翻耕机械设备将待处理污染土壤与修复药剂同时进行翻耕拌合，且拌合次数不低于3次，在拌合过程中喷洒水分，保持土壤表面维持湿润，且混合土壤的含水量不低于20％；

步骤S4、拌合完成后，在处理后土壤表面覆盖保湿材料进行养护，养护时间不少于3天，使土壤中的修复药剂与锑污染物发生充分的理化反应；

步骤S5、养护完成后，采样检测混合土壤中锑的浸出毒性，直至检测结果符合环保要求。