CN112570440A - 一种Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤的修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种Cd‑Pb‑Cr(VI)复合污染土壤的修复方法。该修复方法包括以下步骤：分析土壤的Cd、Pb、Cr(VI)的浓度以确定土壤的污染程度，确定修复剂中FeS纳米颗粒与磷酸盐的投加量，施用修复剂对Cd‑Pb‑Cr(VI)复合污染土壤进行反应修复，然后检验修复后土壤浸出液Cd、Pb、Cr(VI)的浓度，若没有达到修复目标，重复分析修复。本发明提供的修复方法，采用FeS纳米颗粒与磷酸盐的简单配比就可对Cd‑Pb‑Cr(VI)复合污染土壤进行修复，修复方法步骤简单，实际应用中可操作性强，所采用的修复剂组份简单但修复的重金属种类多针对性广，修复周期短，修复剂的药剂成本低。

Description

一种Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤的修复方法
技术领域
本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤的修复方法。
背景技术
近年来，随着“退二进三”、“退城进园”和“产业转移”等政策的实施，城市出现了大量工业企业遗留场地。从场地的污染类型来看，无机污染尤其是重金属污染问题较为突出，且常呈现多种重金属复合污染特征。在金属冶炼、化工制造和电镀等行业场地，镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)三种重金属污染往往同时存在，且污染严重程度不容忽视，对环境、生态安全和人体健康造成了极大的威胁，故而对污染土壤的修复是极其必要且刻不容缓的。
重金属Cd和Pb通常以Cd2+、Pb2+的形式存在，属于阳离子型重金属，在自然界中分布广泛、蓄积性强且不可降解，对动植物和人体均可产生“致畸、致癌、致突变”的作用，Cd在污染严重时，可引发骨痛病、高血压、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿等疾病；而Pb则可与体内的多种酶结合，对人体的中枢神经系统、造血系统造成很大的危害，对儿童的不良影响尤为突出。由此可见将土壤中的Cd和Pb转变成较难迁移和不易被动植物吸收的形态是治理土壤Cd、Pb污染的关键。Cr元素的价态主要为+3价和+6价(可分别简写为Cr(III)和Cr(VI))，其存在形式多为CrO3 3-、Cr2O7 2-和CrO4 2-，属阴离子型重金属。Cr(III)化学性质稳定，活性差，在pH＞5时便会形成沉淀而被土壤胶体吸附；而Cr(VI)毒性相对较大，且具有较高的活性，极易在土壤和地下水环境中迁移，被认为是植物和动物组织的刺激物而且致癌，被我国列为需严格控制的第一类污染物和推荐的环境管理中需要重点关注的82种化学物质之一。目前针对Cr污染的治理主要是对Cr(VI)的治理。
由于土壤固有基质的复杂性，重金属与重金属之间、重金属与土壤界面之间均存在复杂的相互作用，针对不同重金属选择不同修复剂进行修复时效果也不尽相同，目前大多数研究只针对某一种重金属进行修复，而有关同步修复多种重金属复合污染土壤的研究尚少。已有的复合重金属污染修复研究主要是对Cd、Pb、Cu、Zn等阳离子型重金属的同步修复，多通过投加硅酸盐、磷酸盐、石灰等钝化；而关于阴、阳离子型重金属复合污染修复的研究较少。对于复合重金属污染土壤的修复研究，目前主要集中在修复剂的选择上，多采用碳酸盐、磷酸盐类修复剂，其中碳酸盐修复试剂对重金属的稳定化效果偏低，磷酸盐修复试剂容易造成磷的流失，带来二次污染问题，且这些材料对Cr(VI)均没有良好的修复效果，因此，新型修复材料还有待进一步发展。
授权公告号为CN 105460979 B的发明专利，一种用于修复六价铬污染土壤的FeS微粒的制备与使用方法，其中FeS中的Fe(II)和S(-II)均具有强还原性，可将Cr(VI)还原生成Cr(III)并与其形成铬铁氢氧化物沉淀，是一种能快速还原六价铬并将铬稳定化的修复剂。该发明的技术方案是通过制备高浓度且同时具备粒径小的FeS微粒悬浮液，进行快速还原六价铬并将其稳定化，同时具有更高的修复能力，且对土壤本身的性质影响较小。但该技术方案只对FeS微粒对Cr(VI)污染土壤的修复效果进行了研究，关于FeS微粒对Cd和Pb的修复效果并未进行研究。
化学修复稳定化/固化修复技术的关键是选择经济有效的修复剂，目前单组分或者组份简单的修复剂只运用于修复一种重金属污染，若需修护多种重金属污染的土壤，则普遍需要采用复杂多组分的修复剂。目前寻找经济、环保、高效，针对性广的修复剂及修复方法已成为重金属污染土壤修复技术的研究方向。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤的修复方法。
一种Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤的修复方法，包括以下步骤：
步骤一、确定土壤的污染程度：分析Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤的Cd、Pb、Cr(VI)的浓度；
步骤二、确定修复剂的投加量：依据土壤污染程度与Cd、Pb、Cr(VI)的浓度得出修复剂FeS纳米颗粒与磷酸盐的投加量；
步骤三、修复剂的施用：使土壤的含水率保持在65％，分别投入FeS纳米颗粒和磷酸盐进复合污染土壤里，搅拌混合，搅拌速度500rpm，搅拌时间15min，并用防渗膜密封避光保护，反应修复周期4天；
所述的修复剂包括FeS纳米颗粒与磷酸盐，其投加量摩尔比为FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝2∽3:1，PO4 3-:Pb＝4∽8:1。
进一步的，上述方法还包括步骤四：检验修复后土壤浸出液Cd、Pb、Cr(VI)的浓度，若没有达到修复目标，重复步骤一至三。
所述的FeS纳米颗粒的投加方式优选FeS纳米颗粒悬浮液。
所述的磷酸盐包括磷酸钠。
所述的修复剂FeS纳米颗粒和磷酸盐的投加顺序，优选先投加FeS纳米颗粒搅拌稳定48h，然后再投加磷酸盐搅拌稳定48h。
本发明提出的技术方案，采用FeS纳米颗粒与磷酸盐的简单配比就可对Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤进行修复，修复方法步骤简单，实际应用中可操作性强，所采用的修复剂组份简单但修复的重金属种类多针对性广，修复周期短，修复剂的药剂成本低。
附图说明
图1 FeS的投加量对土壤中Cr(VI)还原的效果。
图2 FeS的投加量对土壤浸出液中Cd、Pb、Cr修复稳定化的效果。
图3磷酸盐的投加量对土壤中Cr(VI)还原的效果。
图4磷酸盐的投加量对土壤浸出液中Cd、Pb、Cr修复稳定化的效果。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，以便于清楚的了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
1.材料与方法
1.1实验材料
1.1.1 FeS纳米颗粒与磷酸盐
采用授权公告号为CN 105460979 B“一种用于修复六价铬污染土壤的FeS微粒的制备与使用方法”专利，制备FeS纳米颗粒悬浮液。制备过程中使用到的FeSO4·7H2O和Na2S·9H2O分别购于重庆博艺化学试剂有限公司和成都市科龙化工试剂厂，羧甲基纤维素钠(CMC)购于上海强顺化学试剂有限公司，为化学纯；复合投加的磷酸盐Na3PO4·12H2O购于重庆博艺化学试剂有限公司，为分析纯。实验室过程中的所有溶液均采用经氮气充分吹脱的去离子水(电阻率18.25MΩ·cm-1)配制。
1.1.2复合污染土壤
复合污染土壤样品由未污染土壤在实验室制备而成。未污染土壤取自湖北省黄石市阳新县(29.77°N，115.24°E)，该区域历史上未开展过相关工业生产活动，将未污染土壤中的石块、植物残渣等大颗粒物质剔除，在自然条件下风干、磨细、过2mm筛，待用，经检测，该土壤的理化性质如表1所示。
表1未污染土壤的理化性质
Figure BDA0002729179850000051
注：XRF对Cd的检出限为5mg/kg。
由表可知，土壤呈中性；Fe、Mn含量较高，但是Cd、Pb、Cr含量均较低，因此可用来配制所需浓度的复合污染土壤。
实验室依据现实情况与标准规定模拟制备Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤样品。
现实情况中，根据焦化厂、钢铁厂、防腐厂等工业污染场地中重金属复合污染情况得知，Cd含量在1∽100mg/kg范围，Pb含量在10∽5000mg/kg范围，Cr(VI)含量在80∽1000mg/kg范围；根据标准GB 36600-2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》，选取本实验低、中、高三种浓度水平的复合污染土壤，Cd-Pb-Cr(VI)重金属浓度分别为10-100-10mg/kg、100-1000-100mg/kg、500-5000-500mg/kg。
采用人工外源添加污染物的形式配制土壤样品，将Cd(NO3)2、Pb(NO3)2、K2Cr2O7配制成溶液，按比例加入到风干的未污染土壤中，用搅拌器搅拌混合。充分混匀后，将土壤样品置于塑料袋中密封养护20天。测得配制土样中Cd、Pb、Cr含量及其浸出浓度等指标如表2所示。低、中、高三种浓度水平的复合污染土壤实际含有的Cd-Pb-Cr(VI)重金属浓度分别为8.17-115.33-6.42mg/kg、82.33-921.67-77.96mg/kg、400.67-4638.00-456.82mg/kg，后文中采用“低浓度污染土壤”、“中浓度污染土壤”、“高浓度污染土壤”的表述来代表对应浓度值的污染土壤。
表2配制土样中重金属的含量和浸出浓度
Figure BDA0002729179850000061
表3重金属污染土壤及浸出液的浓度限值要求
Figure BDA0002729179850000071
注：二苯碳酰二肼分光光度法对Cr(VI)的检出限为0.004mg/L；火焰原子吸收对Cd的检出限为0.005mg/L，对Pb的检出限为0.1mg/L，对Cr的检出限为0.05mg/L。
各个标准中重金属污染土壤浸出液的浓度限值见表3。
必须说明，若考虑将修复后土壤用于生活垃圾填埋场覆土，则对应需采用HJ/T300-2007《醋酸缓冲溶液法》对修复后土壤进行浸提，浸出液的重金属浓度需要达到GB16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》的限值要求；若考虑将修复后土壤原址阻隔填埋，对应需采用HJ/T 299-2007《硫酸硝酸法》对修复后土壤进行浸提，浸出液的重金属浓度需要达到GB/T 14828-2017《地下水质量标准》IV级标准的限值要求。
由表3可知，低浓度复合污染土壤样品的浸出浓度已基本达到标准，而中、高浓度复合污染土壤样品的浸出液超过标准规定的浓度限值，故后续实验只针对中、高浓度污染土样进行修复实验探究。
1.2实验方法
实验目的：研究FeS纳米颗粒的投加量，磷酸盐的复合投加量，土壤浸提方式对Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤修复效果的影响，得到最优的修复剂投加量。
实验条件与方法：分别对中、高浓度复合污染土壤开展稳定化修复实验，称取适量待修复土样，投加修复剂，并保持65％的土壤含水率，混合均匀后用搅拌器搅拌(速率为500rpm)，搅拌15min，将土样置于敞口容器中，在20±3℃、避光条件下密封稳定；待稳定12h、24h、48h、72h后取样，将样品风干后进行研磨，过2mm筛后置于密封袋保存；测定土壤中Cr(VI)含量，浸出液中Cr(VI)、总Cr、Cd、Pb的浓度。
必须对实验中土壤浸出液的浸提方式进行进一步说明，由表2数据可知分别使用《醋酸缓冲溶液法》和《硫酸硝酸法》浸提土壤，使用《醋酸缓冲溶液法》浸提土壤得到的浸出液中的重金属浓度更高，这是由于醋酸溶液具有缓冲效果，其氢离子释放能力更强，另外根据这两份标准要求内容可知《醋酸缓冲溶液法》的浸出条件相较《硫酸硝酸法》更严格。所以对FeS纳米颗粒的投加量，磷酸盐的复合投加量对Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤修复效果的影响实验，主要采用《醋酸缓冲溶液法》浸提修复后的土壤得到浸出液，然后测试浸出液中Cr(VI)、总Cr、Cd、Pb的浓度。从上述研究实验得到FeS纳米颗粒的最佳投加量后，各土壤样品以最佳投加量投加FeS纳米颗粒，以不同投加量投加磷酸盐，然后均采用《醋酸缓冲溶液法》和《硫酸硝酸法》这两种不同的浸提方式浸提修复后的土壤，然后测试浸出液中Cr(VI)、总Cr、Cd、Pb的浓度，以验证修复效果。
1.3分析方法
实验中采用的分析方法见表4。
表4主要分析测试方法
Figure BDA0002729179850000091
注：二苯碳酰二肼分光光度法对Cr(VI)的检出限为0.004mg/L；火焰原子吸收对Cd的检出限为0.005mg/L，对Pb的检出限为0.1mg/L，对Cr的检出限为0.05mg/L。
2.复合污染土壤中Cd、Pb和Cr(VI)的修复效果
2.1 FeS纳米颗粒的投加量
(1)土壤中Cr(VI)含量
图1为FeS纳米颗粒的投加量对土壤中Cr(VI)还原的效果，实验条件：FeS纳米颗粒悬浮液，土壤含水率65％，有氧条件，温度25±3℃。
中浓度污染土壤：随着FeS纳米颗粒的投加量的增大，土壤中Cr(VI)含量整体呈现下降趋势，当FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝2:1时，可将中浓度污染土壤中Cr(VI)含量降低至5.39mg/kg，可达到GB36600-2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》中Cr(VI)筛选值5.7mg/kg。
高浓度污染土壤：FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))在2:1以下时，对Cr(VI)的还原效果存在波动；但当FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝3:1时，可将高浓度污染土壤中Cr(VI)含量降低至19.26mg/kg。
(2)土壤浸出液中重金属含量
图2为FeS纳米颗粒的投加量对土壤浸出液中Cd、Pb、Cr稳定化修复的效果，实验条件：FeS纳米颗粒悬浮液，土壤含水率65％，有氧条件，温度25±3℃。采用HJ/T 300-2007《醋酸缓冲溶液法》对修复后的土壤进行浸提。
可知对于中、高浓度污染土壤，随着FeS纳米颗粒的投加量的增大，Pb浸出量均有增大的趋势，分析是由于Pb的浸出量主要受Cr(VI)含量的控制，随着Cr(VI)含量的降低，Pb浸出量增加；而Cd与Pb之间存在对FeS的竞争，由于Pb未得到较好的稳定，进而影响了对Cd的稳定，二者的浸出均不能很好的达标。单独投加FeS对Pb未能较好稳定化，故开展了磷酸盐的复合投加实验。
2.2磷酸盐的复合投加
由于FeS纳米颗粒不能较好地稳定Pb，考虑复合投加磷酸盐，在固定FeS纳米颗粒投加量的情况下，开展磷酸盐投加量影响实验。其中，FeS纳米颗粒投加量根据土壤中Cr(VI)的还原情况选择，中浓度污染土壤以FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝2:1的摩尔比投加FeS纳米颗粒悬浮液，高浓度污染土壤以FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝3:1的摩尔比投加FeS纳米颗粒悬浮液；优选的，FeS纳米颗粒与磷酸盐的投加顺序按照先投加FeS纳米颗粒并搅拌稳定48h，使其充分还原Cr(VI)并破络释放Pb，然后再投加Na3PO4·12H2O，并稳定48h以沉淀剩余的Pb。
(1)土壤中Cr(VI)含量
图3为磷酸盐投加量对土壤中Cr(VI)还原的效果，实验条件：土壤含水率65％，有氧条件，温度25±3℃，FeS纳米颗粒悬浮液，中浓度污染土壤的投加摩尔比FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝2:1，高浓度污染土壤的投加摩尔比FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝3:1。
磷酸盐的投加对Cr(VI)还原的影响不大，中浓度污染土壤修复后土壤中Cr(VI)含量仍保持在3.5∽5.5mg/kg，高浓度污染土壤修复后土壤中Cr(VI)含量仍保持在20∽28mg/kg之间。
(2)土壤浸出液中重金属含量
图4为磷酸盐投加量对土壤浸出液中Cd、Pb、Cr稳定化修复的效果，实验条件：土壤含水率65％，温度25±3℃，FeS纳米颗粒悬浮液，中浓度污染土壤的投加比FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝2:1，高浓度污染土壤的投加比FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝3:1。采用HJ/T 300-2007《醋酸缓冲溶液法》对修复后的土壤进行浸提。
可知FeS和磷酸钠复配投加时对Pb/Cd的稳定化有明显的促进作用。
中浓度污染土壤：在PO4 3-:Pb＝8:1时，Cd/Pb的浸出量分别可控制到0.14mg/L和0.12mg/L左右，达到GB 16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》。
高浓度污染土壤：在PO4 3-:Pb＝4:1时，Cd/Pb的浸出量分别可控制到1.6mg/L和1.2mg/L左右。
2.3浸提方式
若考虑将修复后土壤用于生活垃圾填埋场覆土，则对应需采用HJ/T 300-2007《醋酸缓冲溶液法》对修复后土壤进行浸提，浸出液的重金属浓度需要达到GB 16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》；若考虑将修复后土壤原址阻隔填埋，对应需采用HJ/T 299-2007《硫酸硝酸法》浸提，对修复后土壤进行浸提，浸出液的重金属浓度需要达到GB/T14828-2017《地下水质量标准》IV级标准，具体限值要求见前文表3所示。针对不同的磷酸盐的复合投加量，修复后土样采用不同浸出方式的浸出情况如表5所示。
表5修复后土样浸出情况
Figure BDA0002729179850000121
注：中高浓度污染土壤Cd-Pb-Cr初始浓度分别为82.33-921.66-77.96mg/kg、400.66-4638.00-456.82mg/kg；二苯碳酰二肼分光光度法对Cr(VI)的检出限为0.004mg/L；火焰原子吸收对Cd的检出限为0.005mg/L，对Pb的检出限为0.1mg/L，对Cr的检出限为0.05mg/L。
中浓度污染土壤：按照摩尔比FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝2:1投加FeS纳米颗粒，按摩尔比PO4 3-:Pb＝8:1复合投加磷酸盐Na3PO4·12H2O，采用《醋酸缓冲溶液法》浸提修复后的土壤，Cd和Pb的浸出量分别可控制到0.14mg/L和0.12mg/L，达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》的限值要求，修复后的土壤可用于生活垃圾填埋场覆土；按照摩尔比FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝2:1投加FeS纳米颗粒，按摩尔比PO4 3-:Pb＝6:1复合投加磷酸盐Na3PO4·12H2O，采用《硫酸硝酸法》浸提修复后的土壤，Cd和Pb的浸出量分别可控制到0.01mg/L和≤0.1mg/L，达到《地下水质量标准》IV级标准的限值要求，修复后的土壤可原址阻隔填埋。
高浓度污染土壤：按照摩尔比FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝2:1投加FeS纳米颗粒，按摩尔比PO4 3-:Pb＝4:1复合投加磷酸盐，采用《醋酸缓冲溶液法》浸提修复后的土壤，重金属的浸出浓度相较未修复前明显降低，Cd和Pb的浸出量分别可控制到1.6mg/L和1.2mg/L，但还未达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》的限值要求；按照摩尔比FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝2:1投加FeS纳米颗粒，按摩尔比PO4 3-:Pb＝4:1复合投加磷酸盐，采用《硫酸硝酸法》浸提，Cd和Pb的浸出量均可控制到≤0.005mg/L和≤0.1mg/L，可达到《地下水质量标准》IV级标准的限值要求，修复后的土壤可原址阻隔填埋。
3.总结
3.1修复方法
通过上述实验可知，通过确定土壤的污染程度，分析Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤的Cd、Pb、Cr(VI)的浓度，其中低、中、高三种浓度水平的复合污染土壤，Cd-Pb-Cr(VI)浓度分别为10-100-10mg/kg、100-1000-100mg/kg、500-5000-500mg/kg；通过土壤污染程度的确认可得出修复剂中FeS纳米颗粒与磷酸盐的投加量；然后对Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤投加修复剂进行反应修复，土壤的含水率保持在65％，分别投入FeS纳米颗粒和磷酸盐进复合污染土壤里，搅拌混合，搅拌速度500rpm，搅拌时间15min，并用防渗膜密封避光保护，反应修复周期4天，优选的，修复剂FeS纳米颗粒与磷酸盐的投加顺序按照先投加FeS纳米颗粒并搅拌稳定48h，然后再投加磷酸盐并搅拌稳定48h。在实际工程应用中，由于情况复杂，针对修复后土壤需检验浸出液Cd、Pb、Cr(VI)的浓度，若没有达到修复目标，重复对土壤进行分析并修复。
3.2修复效果
下面对各污染程度土壤所施用的修复剂最佳投加量及达到的修复效果进行说明。
(1)低浓度污染土壤
当土壤中Cd、Pb、Cr污染程度较低时，土壤浸出浓度一般可达标，可不进行处理；另外鉴于人工配制的土样陈化时间较短，实际污染土壤中重金属的存在形态应更稳定，更不易被浸出。
(2)中浓度污染土壤
FeS纳米颗粒与磷酸盐复合投加可有效修复中浓度污染土壤。当按照摩尔比FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝2:1投加FeS纳米颗粒时，修复后土壤中Cr(VI)含量浓度达到GB 36600-2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》要求。
按照摩尔比FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝2:1投加FeS纳米颗粒，按摩尔比PO4 3-:Pb＝8:1复合投加磷酸盐，采用《醋酸缓冲溶液法》浸提修复后的土壤，浸出液的重金属浓度达到GB16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》的限值要求，修复后的土壤可用于生活垃圾填埋场覆土。
按照摩尔比FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝2:1投加FeS纳米颗粒，按摩尔比PO4 3-:Pb＝6:1复合投加磷酸盐，采用《硫酸硝酸法》浸提修复后的土壤，浸出液的重金属浓度可达到GB16889-2008《地下水质量标准》IV级标准的限值要求，修复后的土壤可原址阻隔填埋。
(3)高浓度污染土壤
FeS纳米颗粒与磷酸盐复合投加可有效稳定高浓度污染土壤中的Cd、Pb、Cr(VI)。
按照摩尔比FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝3:1投加FeS纳米颗粒，按摩尔比PO4 3-:Pb＝4:1复合投加磷酸盐，当采用《醋酸缓冲溶液法》浸提复后的土壤，重金属的浸出浓度相较未修复前明显降低，但还未达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》的限值要求。
按照摩尔比FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝3:1投加FeS纳米颗粒，按摩尔比PO4 3-:Pb＝4:1复合投加磷酸盐，当采用《硫酸硝酸法》浸提复后的土壤，浸出液重金属浓度达到GB 16889-2008《地下水质量标准》IV级标准的限值要求，修复后的土壤可原址阻隔填埋。
3.3修复的药剂成本
考虑到重金属污染土壤在原址固化稳定化修护后，采用原址阻隔填埋的最终处置方式相较于异位填埋的最终处置方式对污染地块外部环境带来风险更小，另外使用《硫酸硝酸法》浸提的修复后的土壤，其浸出液的重金属浓度均可达到相应的GB 16889-2008《地下水质量标准》IV级标准的限值要求。对使用该法投加的药剂成本进行核算，针对中浓度污染土壤，修复投加的药剂的材料成本为45元/t，针对高浓度污染土壤，修复投加的药剂的材料成本为297元/t，具体见表6。
表6药剂材料成本计算表
Figure BDA0002729179850000161
注：本研究所使用的修复药剂中，Na2S·9H2O的市场批发价格为2000元/t，FeSO4·7H2O的市场批发价格为400元/t，CMC的市场批发价为500元/t，氮气按20元/kg(FeS)估算，计算得FeS的药剂成本为22元/kg；磷酸钠的市场批发价格为2800元/t。此外，实际工程操作成本还包括一定的机械成本和运行管理成本，此处未进行计算。

Claims (5)

1.一种Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤的修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、确定土壤的污染程度：分析Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤的Cd、Pb、Cr(VI)的浓度；
步骤二、确定修复剂的投加量：依据土壤污染程度与Cd、Pb、Cr(VI)的浓度得出修复剂FeS纳米颗粒与磷酸盐的投加量；
步骤三、修复剂的施用：使土壤的含水率保持在65％，投加FeS纳米颗粒和磷酸盐进复合污染土壤里，搅拌混合，搅拌速度500rpm，搅拌时间15min，并用防渗膜密封避光保护，反应修复周期4天；
所述的修复剂FeS纳米颗粒与磷酸盐的投加量摩尔比为FeS:(Cd+Pb+Cr(VI))＝2∽3:1，PO4 3-:Pb＝4∽8:1。
2.根据权利要求1所述的一种Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤的修复方法，其特征在于，上述方法还包括步骤四：检验修复后土壤浸出液Cd、Pb、Cr(VI)的浓度，若没有达到修复目标，重复步骤一至三。
3.根据权利要求1和2所述的一种Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤的修复方法，其特征在于：所述的FeS纳米颗粒的投加方式优选FeS纳米颗粒悬浮液。
4.根据权利要求1和2所述的一种Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤的修复方法，其特征在于：所述的磷酸盐包括磷酸钠。
5.根据权利要求1和2所述的一种Cd-Pb-Cr(VI)复合污染土壤的修复方法，其特征在于：所述的修复剂FeS纳米颗粒和磷酸盐的投加顺序，优选先投加FeS纳米颗粒搅拌稳定48h，然后再投加磷酸盐搅拌稳定48h。
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