CN110387243A - 一种修复含水层重金属污染土壤的药剂和方法 - Google Patents
一种修复含水层重金属污染土壤的药剂和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110387243A CN110387243A CN201910682182.8A CN201910682182A CN110387243A CN 110387243 A CN110387243 A CN 110387243A CN 201910682182 A CN201910682182 A CN 201910682182A CN 110387243 A CN110387243 A CN 110387243A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- aqueous solution
- medicament
- stabilizer
- filler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 75
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 57
- 239000003814 drug Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 claims abstract description 24
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 13
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 11
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 10
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L calcium bis(dihydrogenphosphate) Chemical compound [Ca+2].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 229940062672 calcium dihydrogen phosphate Drugs 0.000 claims description 8
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 235000019691 monocalcium phosphate Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 7
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 7
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 claims description 5
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 claims description 5
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229960005069 calcium Drugs 0.000 claims description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 4
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MCDLETWIOVSGJT-UHFFFAOYSA-N acetic acid;iron Chemical compound [Fe].CC(O)=O.CC(O)=O MCDLETWIOVSGJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 claims description 3
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 claims description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000005067 remediation Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 abstract description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 10
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 4
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 4
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 4
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical group [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 101100298225 Caenorhabditis elegans pot-2 gene Proteins 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000008351 acetate buffer Substances 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L Phosphate ion(2-) Chemical compound OP([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000003321 atomic absorption spectrophotometry Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 description 1
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 1
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 description 1
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/002—Reclamation of contaminated soil involving in-situ ground water treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C2101/00—In situ
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2107/00—Impermeabilisation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种修复含水层重金属污染土壤的药剂和方法。本发明提供的药剂，包括独立分装的充填剂和稳定剂，所述充填剂包括硅酸钠和有机胶凝剂。本发明利用有机胶凝剂提高充填剂水溶液的粘度，改善后续形成胶体的粘弹性，增加修复后地层的稳定性。实施例结果表明，本发明提供的药剂用于对含水层重金属污染土壤进行修复后，土体中的污染通道被有效封堵，大幅度降低了污染地层对周边环境的危害。
Description
技术领域
本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种修复含水层重金属污染土壤的修药剂和方法。
背景技术
现有的土壤修复技术有多种，根据原理可分为物理修复、化学修复和生物修复三类，其中物理修复包括直接换土法、热化法、玻璃化修复法、电极驱动修复法；化学修复包括固化-稳定化法、淋洗法和氧化-还原法；生物修复包括植物修复、微生物修复和生物联合修复等技术。上述修复方法在具体的实施过程中各有利弊，但面临的相同问题是仅适用于常规地质环境土壤的修复，而对于含水层重金属污染土壤，上述方法并不适用。因此，研究适合含水层重金属污染土壤修复用药剂和方法，仍具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种修复含水层重金属污染土壤的药剂，本发明提供的药剂能对被重金属污染的含水层土壤进行快速修复。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种修复含水层重金属污染土壤的药剂，包括独立分装的充填剂和稳定剂，所述充填剂包括硅酸钠和有机胶凝剂；所述有机胶凝剂包括黄原胶、改性树脂和聚乙烯醇中的一种或几种。
优选的，所述稳定剂包括磷酸二氢钙、水溶性亚铁盐或可溶性碱土金属盐。
优选的，所述水溶性亚铁盐包括硫酸亚铁、氯化亚铁、醋酸亚铁和硝酸亚铁中的一种或几种。
优选的，所述可溶性碱土金属盐包括氯化镁、氯化钙和多硫化钙中的一种或几种。
优选的，所述有机胶凝剂包括改性树脂和聚丙烯酰胺，所述改性树脂和聚丙烯酰胺的质量比为2～3.5:1。
优选的，所述硅酸钠与有机胶凝剂的质量比为1:0.2～0.4。
本发明另提供了一种修复含水层重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：
将上述技术方案所述药剂中的硅酸钠和有机胶凝剂分散于水中，得到充填剂水溶液；将稳定剂分散于水中，得到稳定剂水溶液；
将所述稳定剂水溶液和填充剂水溶液依次交替注入至含水层重金属污染土壤中，进行养护。
优选的，所述填充剂水溶液中，硅酸钠的质量浓度为8～30％。
优选的，所述稳定剂水溶液中，稳定剂的质量浓度为5～35％。
优选的，所述充填剂水溶液和稳定剂水溶液的体积比为1：1，所述胶凝剂水溶液和稳定剂水溶液的总体积与污染土体的体积比为40～60:100。
本发明提供了一种修复含水层重金属污染土壤的药剂，包括独立分装的充填剂和稳定剂，所述充填剂包括硅酸钠和有机胶凝剂；所述有机胶凝剂包括改性树脂和/或聚丙烯酰胺。本发明利用有机胶凝剂提高充填剂水溶液的粘度，改善后续形成胶体的粘弹性，增加修复后地层的稳定性。实施例结果表明，本发明提供的药剂用于对含水层重金属污染土壤进行修复后，土体中的污染通道被有效封堵，大幅度降低了污染地层对周边环境的危害。
附图说明
图1本发明提供的土体修复效果测试用装置结构示意图；
图中，1-药剂罐；2-蒸馏水罐；3-三通阀；4-填土柱；5-淋液接收装置；6-筛孔的法兰；7-盖子；8-三通阀；9-滤液罐。
具体实施方式
在以下的具体实施方式中，本发明所述铬污染土壤中的铬形态为本领域技术人员熟知的六价铬。
本发明提供了一种修复含水层重金属污染土壤的药剂，包括独立分装的充填剂和稳定剂，所述充填剂包括硅酸钠和有机胶凝剂；所述有机胶凝剂包括改性树脂和/或聚丙烯酰胺。
本发明提供的修复含水层重金属污染土壤的药剂包括独立分装的充填剂，所述充填剂包括硅酸钠和有机胶凝剂，所述硅酸钠与有机胶凝剂的质量比优选为1:0.2～0.4，更优选为1:0.23～0.37，再优选为1:0.25～0.35。
在本发明中，所述有机胶凝剂包括改性树脂和/或聚丙烯酰胺，更优选为改性树脂和聚丙烯酰胺的混合物。在本发明中，所述改性树脂优选包括改性酚醛树脂或改性环氧树脂。本发明以硅酸钠和有机胶凝剂为充填剂，二者发生反应后，能够提高充填剂水溶液的粘度，改善后续形成胶体的稳定性。
本发明所述的药剂包括独立分装的稳定剂，所述稳定剂优选包括可溶性碱土金属盐、水溶性亚铁盐或磷酸二氢钙。
在本发明中，重金属污染土壤为镉污染土壤时，所述稳定剂优选为可溶性碱土金属盐，所述可溶性碱土金属盐优选包括氯化镁、氯化钙和多硫化钙中的一种或几种。
在本发明中，重金属污染土壤为铬污染土壤时，所述稳定剂优选为水溶性亚铁盐，所述水溶性亚铁盐优选包括硫酸亚铁、氯化亚铁、醋酸亚铁和硝酸亚铁中的一种或几种，更优选为硫酸亚铁。在本发明中，所述亚铁盐能够还原六价铬到三价状态，减少六价铬对环境的危害。
在本发明中，重金属污染土壤为铅污染土壤时，所述稳定剂优选为磷酸二氢钙。在本发明中，所述磷酸二氢钙能够稳定铅，促使铅生成沉淀，减少铅的扩散。
本发明还提供了一种修复含水层重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：
将上述技术方案所述药剂中的硅酸钠和有机胶凝剂分散于水中，得到充填剂水溶液；将稳定剂分散于水中，得到稳定剂水溶液
将所述稳定剂水溶液和填充剂水溶液依次交替注入至含水层重金属污染土壤中，进行养护。
本发明将上述技术方案所述药剂中的硅酸钠和有机胶凝剂分散于水中，得到充填剂水溶液。在本发明中，所述填充剂水溶液中，硅酸钠的质量浓度优选为8～30％，更优选为10～25％，再优选为12～20％，有机胶凝剂浓度由上述技术方案所述硅酸钠与有机胶凝剂质量比确定。本发明对所述充填剂水溶液的配制方式没有特殊要求，优选将各组分与水混合，搅拌即可。
在本发明中，所述稳定剂水溶液中，稳定剂的质量浓度优选为为5～35％，更优选为8～30％，再优选为10～25％。本发明对所述稳定剂的配制方式没有特殊要求，优选将稳定剂与水混合，搅拌溶解即可。
得到充填剂水溶液后，本发明依次将稳定剂水溶液和填充剂水溶液依次交替注入至含水层重金属污染土壤中，进行养护。在本发明中，所述交替注入指将稳定剂水溶液和充填剂水溶液分开注入。
以稳定剂水溶液分两次注入为例，本发明所述交替注入指先注入第1部分稳定剂水溶液，然后注入第1部分充填剂水溶液为一个循环，接着注入剩余稳定剂水溶液，再注入剩余的充填剂水溶液。
在本发明中，所述充填剂水溶液和稳定剂水溶液的体积比优选为1:1，所述充填剂水溶液和稳定剂水溶液的总体积与污染土体的体积比优选为40～60:100，更优选为44～55:100，再优选为50:100；所述污染土体的体积优选通过污染物扩散的面积和渗透的深度确定。
注入后，本发明对注入药剂水溶液的土体进行养护，养护过程中药剂水溶液中各组分与土体颗粒反应，生成沉淀和胶体，充填土壤中的缝隙，阻断铬离子的传播路径，进而达到消除铬污染，保护土壤环境和地下水环境的目的。在本发明中，所述养护的时间优选为1～7天，更优选为3～5天。
为表征上述技术方案的应用效果，本发明提供如图1所示的装置进行实验和检测：
图1中，填土柱4竖直放置，用于填充重金属污染土壤样品，填土柱4的上端口与药剂罐1和蒸馏水罐2通过三通阀3相连，且上端口设置有筛孔的法兰6和盖子7；所述填土柱4的下端口有淋液接收容器5；三通阀8用于连接填土柱4、滤液罐9和淋液接收容器5。
本发明还提供了上述检测装置的使用方法，所述使用方法优选包括：
将土壤样品层铺在填土柱4中，并逐层夯实，然后将填充土壤样品的填土柱4竖直固定；并按照图1的方式连接各部件；
调整连通阀3，使蒸馏水罐2与填土柱4为连通状态；调整填土柱4与淋液接收装置5为连通状态；注入蒸馏水，接收过滤液体，得到初始渗透液；
调整填土柱4与淋液接收装置5间为非连通状态，药剂灌1与填土柱4为连通状态，将部分胶凝剂水溶液注入至填土柱4中，再将部分无机助剂水溶液通过药剂罐1注入至填土柱4中，形成交替注入，然后重复胶凝剂水溶液的注入步骤和无机助剂水溶液的注入步骤，最后一次注入胶凝剂水溶液；注入后，对土体进行养护；养护时，将三通阀8的下阀门关闭，侧阀门打开；
调整填土柱4与淋液接收装置5为连通状态，蒸馏水储罐2与填土柱4为连通状态，使蒸馏水注入至填土柱4中；调整三通阀8的下阀门打开，侧阀门关闭，收集过滤液体，为修复后渗透液。
在本发明中，所述铅污染土壤的治理效果优选通过充填率和修复后渗透液中重金属含量进行表征。在本发明中，充填率以(充填前渗透率-充填后渗透率)/充填前渗透率计，利用上述方法对重金属污染土壤进行修复后的土体充填率≥90％。
本发明优选采用渗透系数(渗透率)对药剂的修复效果进行表征，所述渗透率优选按照如下方法得到：
渗透率通过常水头渗透实验测试得到。如图1所示：试验时，在填土柱4中装填截面为S，长度为L的试样，打开水阀，使水自上而下流经土壤试样，并自出水口(填土柱下端口)处排出。待水头差(△h)和渗出流量(Q)稳定后，测量经过一定时间(t)内流经土壤试样的水量(V)，则：
V＝Q·t＝ν·S·t；
根据达西定律，v＝k·i，则V＝k·(△h/L)·S·t，从而得出：
k＝Q·L/(S·△h)；
上式中，v表示渗透速度，k表示渗透系数，i表示水力坡度，Q表示渗出流量，△h表示水头差，L表示土体长度。
为了进一步说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明提供的一种修复含水层重金属污染土壤的修药剂和方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
采用一维有机玻璃柱进行土体测试样品填充，实验装置如图1所示：模拟柱规格内径×长度为10cm×20cm，柱两端布设一个筛孔(内径0.2mm)均匀分布的法兰，然后铺设一层滤纸，起到均匀布水以及防止含水层介质泄露的作用。模拟柱垂直放置，溶液从模拟柱上端进入，下端设出水口；实验介质从柱底分批加入并逐层夯实，以避免出现分层不均匀现象。
利用上述装置测污染土体的渗透率，具体是将待测土体样品(取自新乡某铅污染场地)装8个柱子，3个用于测初始渗透率，5个用于测药剂处理后的渗透率；用蒸馏水作为淋滤剂，进行淋滤，测土柱渗透率，并取初始50mL淋滤液检测其污染物含量；将磷酸二氢钙水溶液和充填剂水溶液交替注入土体；养护7天；养护期间，三通阀8的下阀门关闭，侧阀门打开；在渗透性试验前，三通阀8的下阀门打开，侧阀门关闭；养护后进行渗透性试验，并检测其淋滤液中污染物浓度。
土壤取自济源某铅污染场地，含水量：9.0％；配制硅酸钠质量浓度为8％，有机胶凝剂(改性环氧树脂：聚丙烯酰胺的质量比＝3:1)与硅酸钠质量比为0.2:1的充填剂水溶液，磷酸二氢钙质量浓度为8％的稳定剂水溶液药剂，将磷酸二氢钙水溶液和充填剂水溶液交替注入土体，具体方法为：先注入清水，使土柱完全浸泡在水中，模拟含水层，然后注入1/12土柱体积的磷酸二氢钙溶液，再注入1/20土柱体积的充填剂水溶液，轮流注入3次，共注入2/5土柱体积，常温下养护7天，测试渗透率。
土壤中铅的有效态含量采用《二乙烯三胺五乙酸浸提-电感耦合等离子体发射光谱法》(HJ804—2016)测定，土体铅的浸出液按照《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》(HJ/T 300—2007)进行制备和测定。
实施例2
测试所用土壤取自新乡某铬污染场地，含水量：7.5％，配制硅酸钠质量浓度为8％，有机凝胶剂(改性环氧树脂：聚丙烯酰胺的质量比＝3:1)与硅酸钠质量比为0.3:1的充填剂水溶液、硫酸亚铁质量浓度为10％的稳定剂水溶液，按照实施例1的方式注入，并测定淋滤液的渗透率。
土体中的六价铬采用《碱消解火焰原子吸收分光光度法》(HJ 687-2014)进行测试。
实施例3
测试用土壤取自新乡某镉污染场地，含水量：7.0％，分别配制硅酸钠质量浓度为20％，有机胶凝剂(改性环氧树脂：聚丙烯酰胺的质量比＝3:1)与硅酸钠质量比为0.1:1的充填剂水溶液，氯化钙质量浓度为5％的水溶液，按照实施例1的方式注入，并测定淋滤液的渗透率。
土壤中镉的有效态含量采用《二乙烯三胺五乙酸浸提-电感耦合等离子体发射光谱法》(HJ804—2016)测定，土体镉的浸出液按照《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》(HJ/T 300—2007)进行制备和测定。
测试结果见表1。
表1实施例1～3药剂的修复效果
由实施例1～3的测试结果可知，本发明提供的修复药剂在修复含水层重金属污染的土壤时，能与含水层的多余水分反应，且能对土壤进行充填、固化，增加了土体密实度，降低了污染土壤区域的渗透率，减少了重金属离子向其他非污染区域或者地下水体的扩散，进而达到了稳定土壤中重金属离子的效果，从而实现了对重金属污染土壤的原位修复。
由以上实施例的内容可知，本发明提供的修复含水层重金属污染土壤的药剂所用组分简单、合理、成本易于控制，修复效果显著，适宜规模化推广应用。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种修复含水层重金属污染土壤的药剂，包括独立分装的充填剂和稳定剂，所述充填剂包括硅酸钠和有机胶凝剂；所述有机胶凝剂包括改性树脂和/或聚丙烯酰胺。
2.如权利要求1所述的药剂，其特征在于，所述稳定剂包括磷酸二氢钙、水溶性亚铁盐或可溶性碱土金属盐。
3.如权利要求2所述的药剂，其特征在于，所述水溶性亚铁盐包括硫酸亚铁、氯化亚铁、醋酸亚铁和硝酸亚铁中的一种或几种。
4.如权利要求2所述的药剂，其特征在于，所述可溶性碱土金属盐包括氯化镁、氯化钙和多硫化钙中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的药剂，其特征在于，所述有机胶凝剂包括改性树脂和聚丙烯酰胺，所述改性树脂和聚丙烯酰胺的质量比为2～3.5:1。
6.如权利要求1或5所述的药剂，其特征在于，所述硅酸钠与有机胶凝剂的质量比为1:0.2～0.4。
7.一种修复含水层重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：
将权利要求1～6任一项所述药剂中的硅酸钠和有机胶凝剂分散于水中，得到充填剂水溶液；将稳定剂分散于水中，得到稳定剂水溶液；
将所述稳定剂水溶液和填充剂水溶液依次交替注入至含水层重金属污染土壤中，进行养护。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述填充剂水溶液中，硅酸钠的质量浓度为8～30％。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述稳定剂水溶液中，稳定剂的质量浓度为5～35％。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述充填剂溶液和稳定剂水溶液的体积比为1：1，所述充填剂水溶液和稳定剂水溶液的总体积与污染土体的体积比为40～60:100。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910682182.8A CN110387243A (zh) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | 一种修复含水层重金属污染土壤的药剂和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910682182.8A CN110387243A (zh) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | 一种修复含水层重金属污染土壤的药剂和方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110387243A true CN110387243A (zh) | 2019-10-29 |
Family
ID=68287660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910682182.8A Pending CN110387243A (zh) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | 一种修复含水层重金属污染土壤的药剂和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110387243A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102295933A (zh) * | 2011-07-01 | 2011-12-28 | 浙江大学 | 一种铬污染土壤专用稳定剂 |
| CN102504827A (zh) * | 2011-10-12 | 2012-06-20 | 中南大学 | 一种复合功能的固土剂及其使用方法 |
| CN104164239A (zh) * | 2013-05-17 | 2014-11-26 | 成都中黄科技有限公司 | 一种将土壤直接处理成为道路面层的土壤控水剂 |
| CN104845628A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-08-19 | 清华大学 | 一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法 |
| CN106929026A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-07-07 | 化工部长沙设计研究院 | 一种针对含碳酸盐土壤的防渗剂及其施工方法 |
| CN108410473A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-08-17 | 吴洪生 | 一种农田土壤重金属钝化剂生产方法及应用 |
| CN109943340A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-06-28 | 河南川萍环保科技有限公司 | 用于治理高砷废渣的钝化剂及其制备和使用方法 |
| CN110340134A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-18 | 河南省明创环境科技有限公司 | 一种原位充填修复污染土壤的方法 |
-
2019
- 2019-07-26 CN CN201910682182.8A patent/CN110387243A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102295933A (zh) * | 2011-07-01 | 2011-12-28 | 浙江大学 | 一种铬污染土壤专用稳定剂 |
| CN102504827A (zh) * | 2011-10-12 | 2012-06-20 | 中南大学 | 一种复合功能的固土剂及其使用方法 |
| CN104164239A (zh) * | 2013-05-17 | 2014-11-26 | 成都中黄科技有限公司 | 一种将土壤直接处理成为道路面层的土壤控水剂 |
| CN104845628A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-08-19 | 清华大学 | 一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法 |
| CN106929026A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-07-07 | 化工部长沙设计研究院 | 一种针对含碳酸盐土壤的防渗剂及其施工方法 |
| CN108410473A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-08-17 | 吴洪生 | 一种农田土壤重金属钝化剂生产方法及应用 |
| CN109943340A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-06-28 | 河南川萍环保科技有限公司 | 用于治理高砷废渣的钝化剂及其制备和使用方法 |
| CN110340134A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-18 | 河南省明创环境科技有限公司 | 一种原位充填修复污染土壤的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张岩: ""适用于废弃尾矿库的化学稳定土技术研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ编》 * |
| 王建伟等: "《造园材料》", 30 September 2014, 中国水利水电出版社 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Daniell | STATE-OF-THE-ART: FOR SATURATED SOILS | |
| CN103630659B (zh) | 地下水原位化学和生物修复模拟试验方法 | |
| CN104759458B (zh) | 一种用多硫化钙修复铬污染地下水的修复方法 | |
| CN110681685A (zh) | 污染场地土壤-地下水一体式模拟修复装置及方法 | |
| CN106404607A (zh) | 用于模拟固结土壤中溶质运移的土柱试验装置 | |
| CN106517407B (zh) | 一种活性渗滤墙技术修复垃圾填埋场地下水污染的方法 | |
| CN105043938A (zh) | 一种可重复利用的饱水砂层渗透注浆试验模型及其应用 | |
| CN108637003A (zh) | 一种基于20米以下回填土铬污染的整治方法 | |
| CN202929029U (zh) | 地下水原位化学和生物修复模拟试验装置 | |
| CN110685659A (zh) | 低渗透介质水力压裂改性的三维模拟系统及使用方法 | |
| CN109085325A (zh) | 一种土壤污染与修复治理过程模拟的室内土柱实验装置及方法 | |
| CN105513477A (zh) | 一种人工回灌岩溶水系统水环境演化模拟装置及模拟方法 | |
| CN111060618A (zh) | 含水层硝酸盐反硝化速率原位测定方法和装置 | |
| CN110387243A (zh) | 一种修复含水层重金属污染土壤的药剂和方法 | |
| CN206223616U (zh) | 一种适应三轴试样的化学溶液渗透淋滤装置 | |
| CN110343528B (zh) | 利用充填原理修复铬污染土壤的药剂和利用充填原理修复铬污染土壤的方法 | |
| CN110340134A (zh) | 一种原位充填修复污染土壤的方法 | |
| CN110330976A (zh) | 利用充填原理修复铅污染土壤的药剂和利用充填原理修复铅污染土壤的方法 | |
| CN115565441B (zh) | 一种模拟地下水径向回灌的实验装置及实验方法 | |
| Palágyi et al. | Sorption and desorption of 125 I-, 137 Cs+, 85 Sr 2+ and 152,154 Eu 3+ on disturbed soils under dynamic flow and static batch conditions | |
| Ou et al. | On the behavior of the cured electroosmotic chemical treated clay | |
| Jacops | Development and application of an innovative method for studying the diffusion of dissolved gases in porous saturated media | |
| CN110205134A (zh) | 利用充填原理修复镉污染土壤的药剂和利用充填原理修复镉污染土壤的方法 | |
| Shackelford et al. | Acid buffering a high pH soil for zinc diffusion | |
| Gao et al. | Modelling of chemical grout column permeated by water in transparent soil |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191029 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |