CN112694894A - 一种锑污染土壤的修复药剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种锑污染土壤的修复药剂，其按质量百分比，包括：20%‑40%强稳定性矿物质、40%‑50%反应性矿物质、20%‑30%聚合性吸附剂。本发明实施例的有益效果为：本发明结合了化学反应、络合/螯合、吸附等多种作用机制，对锑污染土壤修复结果良好，且修复过程安全无毒害；药剂以铁系、镁系、钙系，复合聚合物药剂和矿化材料为主，同时含有Fe，Ca，Si，Al等成分的多元稳定化药剂，可大幅降低高浓度土壤锑离子的浸出浓度，降低其迁移性和生态有效性，可达到浸出0.005mg/L以下的修复目标，提升锑元素的容积度，可解决在环境pH条件发生改变时，长期接触水浸时已经固定的锑可能重新释放出来的问题。

Description

一种锑污染土壤的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，具体涉及一种锑污染土壤的修复药剂及其使用方法。

背景技术

锑矿开采和冶炼是土壤锑污染的一个主要来源。全世界每年Sb产量其中超过90%出自我国，因此我国锑污染主要来源是Sb矿的开采和冶炼。由于锑冶炼工业发展缓慢，目前常用的锑冶炼技术主要是回转窑挥发焙烧–还原熔炼以及湿法炼锑。这两种方法技术含量较低，Sb回收效率低下，导致大量的Sb残留在冶炼过程中产生的废水、废气、废渣中。而由于Sb元素的毒性弱于As、Pb、Cr、Cd、Hg等典型重金属元素，国内各项政策标准对其关注度普遍不足，导致冶炼过程中产生的各种含Sb废物被直接排放到自然环境中，进而通过自然沉降、溶解渗透等途径迁移到土壤中，引发土壤Sb污染问题，对人体健康和生态环境造成潜在的威胁。

在现有技术中，土壤锑污染的修复主要有以下两个途径：一是改变土壤中锑在土壤中形态，以减少其在土壤中的迁移性、生物可利用性及环境风险，即锑化学稳定化；二是将锑从土壤中去除，使土壤锑含量接近或达到土壤背景值。而化学稳定化技术修复土壤重金属污染以其修复效率高、成本低、对生态环境影响小等优点受到了较多的应用。目前常用的化学稳定剂有钙盐+黏土矿物，钙盐为氯化钙、氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的任意一种物质或者任意两种或两种以上物质的混合物，黏土矿物为粉煤灰及其他一些多孔物质如沸石、海泡石及铝、锰、铁的水合氧化物，一般具有较大的比表面积，能够有效吸附土壤中的锑，形成氢氧化合物或碳酸盐结合态沉淀或共沉淀。但上述化学稳定剂存在以下问题1、在环境pH条件发生改变时，长期接触水浸时已经固定的锑可能重新释放出来；2、此类化学稳定剂在锑的背景值偏高时修复效果差，锑污染修复后锑的浸出浓度偏高，一般高于0.05mg/L，有好的技术可接近0.02mg/L，达不到《地下水环境质量标准》Ⅲ类水质标准0.005mg/L。因此，需要一种锑污染土壤的修复药剂，以克服上述问题的发生。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种锑污染土壤的修复药剂，按质量百分比，包括：20%-40%强稳定性矿物质、40%-50%反应性矿物质、20%-30%聚合性吸附剂。

优选的，按质量百分比，包括：30%-40%强稳定性矿物质、40%-45%反应性矿物质、20%-25%聚合性吸附剂。

优选的，所述强稳定性矿物质包括氧化钙、硫酸亚铁、氧化硅和硫化钠，按比例调配。

优选的，所述反应性矿物质包括麦饭石、蛇纹石、A-矿粉，按污染因子含量使用。

优选的，所述聚合性吸附剂包括聚合氯化铝、聚丙烯酰胺，按比例混合。

优选的，锑污染土壤的修复药剂的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、根据小试实验检测出污染土锑浸出浓度；

步骤二、根据步骤一检测出的污染土锑浸出浓度，投加相应比例修复药剂，投加比例在2%-6%之间；

步骤三、将修复药剂添加到加药斗中，先采用阿鲁斗对土进行筛分一遍，粒径不大于50mm，再通过一体化搅拌设备进行在线搅拌；

步骤四、经步骤三混合均匀后的土壤，洒水保持水分在25%-30%进行养护，养护时间在3-5天；

步骤五、对步骤四养护完毕后的土壤进行检测，经检测合格后，按要求处置。

本发明实施例的有益效果为：

1、本发明由强稳定性矿物质、反应性矿物质、聚合性吸附剂组成的复合配方材料，其结合了化学反应、络合/螯合、吸附等多种作用机制，对锑污染土壤修复结果良好，且修复过程安全无毒害；

2、药剂以铁系、镁系、钙系，复合聚合物药剂和矿化材料为主，同时含有 Fe，Ca，Si，Al 等成分的多元稳定化药剂，可大幅降低高浓度土壤锑离子的浸出浓度，降低其迁移性和生态有效性，可达到浸出0.005mg/L以下的修复目标，提升锑元素的容积度，可解决在环境pH条件发生改变时，长期接触水浸时已经固定的锑可能重新释放出来的问题。

具体实施方式

下面将结合发明实施例，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一部分实施例，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

一种锑污染土壤的修复药剂，按质量百分比，包括：20%强稳定性矿物质、50%反应性矿物质、30%聚合性吸附剂。其中，强稳定性矿物质包括氧化钙、硫酸亚铁、氧化硅和硫化钠，按比例调配；反应性矿物质包括麦饭石、蛇纹石、A-矿粉，按污染因子含量使用；聚合性吸附剂包括聚合氯化铝、聚丙烯酰胺，按比例混合使用。

该锑污染土壤的修复药剂的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、根据小试实验检测出污染土锑浸出浓度；

步骤二、根据步骤一检测出的污染土锑浸出浓度，投加相应比例修复药剂，投加比例在2%；

步骤三、将修复药剂添加到加药斗中，先采用阿鲁斗对土进行筛分一遍，粒径不大于50mm，再通过一体化搅拌设备进行在线搅拌；

步骤四、经步骤三混合均匀后的土壤，洒水保持水分在25%-30%进行养护，养护时间在3天；

步骤五、对步骤四养护完毕后的土壤进行检测，经检测合格后，按要求处置。

实施例2

一种锑污染土壤的修复药剂，按质量百分比，包括：25%强稳定性矿物质、45%反应性矿物质、30%聚合性吸附剂。其中，强稳定性矿物质包括氧化钙、硫酸亚铁、氧化硅和硫化钠，按比例调配；反应性矿物质包括麦饭石、蛇纹石、A-矿粉，按污染因子含量使用；聚合性吸附剂包括聚合氯化铝、聚丙烯酰胺，按比例混合使用。

该锑污染土壤的修复药剂的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、根据小试实验检测出污染土锑浸出浓度；

步骤二、根据步骤一检测出的污染土锑浸出浓度，投加相应比例修复药剂，投加比例在3%；

步骤三、将修复药剂添加到加药斗中，先采用阿鲁斗对土进行筛分一遍，粒径不大于50mm，再通过一体化搅拌设备进行在线搅拌；

步骤四、经步骤三混合均匀后的土壤，洒水保持水分在25%-30%进行养护，养护时间在4天；

步骤五、对步骤四养护完毕后的土壤进行检测，经检测合格后，按要求处置。

实施例3

一种锑污染土壤的修复药剂，按质量百分比，包括：30%强稳定性矿物质、45%反应性矿物质、25%聚合性吸附剂。其中，强稳定性矿物质包括氧化钙、硫酸亚铁、氧化硅和硫化钠，按比例调配；反应性矿物质包括麦饭石、蛇纹石、A-矿粉，按污染因子含量使用；聚合性吸附剂包括聚合氯化铝、聚丙烯酰胺，按比例混合使用。

该锑污染土壤的修复药剂的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、根据小试实验检测出污染土锑浸出浓度；

步骤二、根据步骤一检测出的污染土锑浸出浓度，投加相应比例修复药剂，投加比例在4%；

步骤三、将修复药剂添加到加药斗中，先采用阿鲁斗对土进行筛分一遍，粒径不大于50mm，再通过一体化搅拌设备进行在线搅拌；

步骤四、经步骤三混合均匀后的土壤，洒水保持水分在25%-30%进行养护，养护时间在4天；

步骤五、对步骤四养护完毕后的土壤进行检测，经检测合格后，按要求处置。

实施例4

一种锑污染土壤的修复药剂，按质量百分比，包括：35%强稳定性矿物质、45%反应性矿物质、20%聚合性吸附剂。其中，强稳定性矿物质包括氧化钙、硫酸亚铁、氧化硅和硫化钠，按比例调配；反应性矿物质包括麦饭石、蛇纹石、A-矿粉，按污染因子含量使用；聚合性吸附剂包括聚合氯化铝、聚丙烯酰胺，按比例混合使用。

该锑污染土壤的修复药剂的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、根据小试实验检测出污染土锑浸出浓度；

步骤二、根据步骤一检测出的污染土锑浸出浓度，投加相应比例修复药剂，投加比例在5%；

步骤三、将修复药剂添加到加药斗中，先采用阿鲁斗对土进行筛分一遍，粒径不大于50mm，再通过一体化搅拌设备进行在线搅拌；

步骤四、经步骤三混合均匀后的土壤，洒水保持水分在25%-30%进行养护，养护时间在4天；

步骤五、对步骤四养护完毕后的土壤进行检测，经检测合格后，按要求处置。

实施例5

一种锑污染土壤的修复药剂，按质量百分比，包括：40%强稳定性矿物质、40%%反应性矿物质、20%聚合性吸附剂。其中，强稳定性矿物质包括氧化钙、硫酸亚铁、氧化硅和硫化钠，按比例调配；反应性矿物质包括麦饭石、蛇纹石、A-矿粉，按污染因子含量使用；聚合性吸附剂包括聚合氯化铝、聚丙烯酰胺，按比例混合使用。

该锑污染土壤的修复药剂的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、根据小试实验检测出污染土锑浸出浓度；

步骤二、根据步骤一检测出的污染土锑浸出浓度，投加相应比例修复药剂，投加比例在6%；

步骤三、将修复药剂添加到加药斗中，先采用阿鲁斗对土进行筛分一遍，粒径不大于50mm，再通过一体化搅拌设备进行在线搅拌；

步骤四、经步骤三混合均匀后的土壤，洒水保持水分在25%-30%进行养护，养护时间在5天；

步骤五、对步骤四养护完毕后的土壤进行检测，经检测合格后，按要求处置。

以上五个实施例，具体投加量见表1所示：

表1

以上五个实施例，具体养护时间见表2所示：

项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						养护时间（天）	3	4	4	4	5

表2

以上五个实施例，步骤五中对养护完成后的土壤，采样检测锑的浸出浓度，直至检 测合格，具体检测结果见表3所示：

原料	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						锑离子的浸出浓度（mg/L）	0.0047	0.0045	0.0041	0.0044	0.0048

表3

综上所述，本发明修复药剂由强稳定性矿物质、反应性矿物质、聚合性吸附剂组成，其结合了化学反应、络合/螯合、吸附等多种作用机制，对锑污染土壤修复结果良好，且修复过程安全无毒害；本发明修复药剂以铁系、镁系、钙系、复合聚合物药剂和矿化材料为主，同时含有 Fe，Ca，Si，Al 等成分的多元稳定化药剂，可大幅降低高浓度土壤锑离子的浸出浓度，降低其迁移性和生态有效性，可达到浸出0.005mg/L以下的修复目标，提升锑元素的容积度，可解决在环境pH条件发生改变时，长期接触水浸时已经固定的锑可能重新释放出来的问题。

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。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (6)

1.一种锑污染土壤的修复药剂，其特征在于，按质量百分比，包括：20%-40%强稳定性矿物质、40%-50%反应性矿物质、20%-30%聚合性吸附剂。

2.根据权利要求1所述的锑污染土壤的修复药剂，其特征在于，按质量百分比，包括：30%-40%强稳定性矿物质、40%-45%反应性矿物质、20%-25%聚合性吸附剂。

3.根据权利要求1或2所述的锑污染土壤的修复药剂，其特征在于，所述强稳定性矿物质包括氧化钙、硫酸亚铁、氧化硅和硫化钠。

4.根据权利要求1或2所述的锑污染土壤的修复药剂，其特征在于：所述反应性矿物质包括麦饭石、蛇纹石、A-矿粉，按污染因子含量使用。

5.根据权利要求1或2所述的锑污染土壤的修复药剂，其特征在于：所述聚合性吸附剂包括聚合氯化铝、聚丙烯酰胺。

6.如权利要求1-5任一项所述的锑污染土壤的修复药剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据小试实验检测出污染土锑浸出浓度；

步骤二、根据步骤一检测出的污染土锑浸出浓度，投加相应比例修复药剂，投加比例在2%-6%之间；

步骤三、将修复药剂添加到加药斗中，先采用阿鲁斗对土进行筛分一遍，粒径不大于50mm，再通过一体化搅拌设备进行在线搅拌；

步骤四、经步骤三混合均匀后的土壤，洒水保持水分在25%-30%进行养护，养护时间在3-5天；

步骤五、对步骤四养护完毕后的土壤进行检测，经检测合格后，按要求处置。