CN112940729A - 一种重金属复合污染土壤的修复药剂及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种重金属复合污染土壤的修复药剂及使用方法。该修复药剂包括：调理剂和稳定剂；调理剂由硫酸亚铁、硫酸铁和还原铁粉组成，稳定剂由生物炭和沸石粉组成。采用该修复药剂，可同时固化稳定化砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤中的95％以上的浸出砷和锑，以及80％以上的浸出铜、锌、镉等重金属，实现对砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的高效修复。此外，该修复药剂，不需要采用特定的制备方法进行制备，具有经济易得、无污染隐患的优点；同时，配制该修复药剂所用的原料，均为本领域价格低廉、简单易得的物料。因此，本发明提供的修复药剂具有稳定化效果好、经济易得、无二次污染，且操作方法简单、适用性强等优点。

Description

一种重金属复合污染土壤的修复药剂及使用方法

技术领域

本发明涉及土壤生态修复技术领域，其主要涉及一种针对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的修复药剂及使用方法。

背景技术

我国是世界上最大的锑矿开采大国，而我国的锑矿基本上都含有大量的砷。砷、锑、铜、锌和镉等作为重金属污染的主要元素，常伴随着工业生产造成的“三废”污染排放到环境中，造成大量的土壤污染。而进入土壤的砷、锑、铜、锌和镉等重金属，又可以通过食物链进入人体，对人体造成致癌、致畸、致突变等健康危害。

当前，国内外常用的土壤重金属治理方法主要有物理修复、化学修复和生物修复。其中，固化稳定化修复重金属污染土壤具有成本低、修复周期短、易于实施等特点，能很好的满足我国重金属污染土壤修复的条件要求，通过添加固化稳定化剂，可以有效降低土壤中砷、锑、铜、锌和镉等的浸出含量。现有的固化稳定化剂有以下两种：

第一种为：采用氧氯化锆、水滑石、氧化钙、硫酸亚铁作为原料，制备得到的固化稳定化剂。该固化稳定化剂，虽然对砷、锑固化稳定化效果较好，但是其制备方法中所需的氧氯化锆成本较高，且制备得到的固化稳定化剂还需加入氮气进行干式球磨、干燥的二次加工过程，才能得到成品。

第二种为：以膨润土或生物炭、稳定剂(铁粉、三氧化二铁、Fe-Mn复合物、二氧化锰、三氧化二铝、氢氧化铝、铝矾土粉末中的一种或几种混合)作为固化稳定化剂。该固化稳定化剂的原料虽然不需要氧氯化锆，但是采用该固化稳定化剂对土壤进行稳定化修复后，土壤中能浸出的砷、锑含量仍然较高，很难满足越来越严格的土壤修复要求。

因此，针对砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤，本领域需要一种成本低廉、处理效果好、无二次污染的固化稳定化修复药剂及使用方法。

发明内容

针对现有固化稳定化药剂存在的成本高、修复效果较差等问题，本发明提供了一种针对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的修复药剂及其使用方法，该修复药剂经济易得、稳定效果好、无二次污染，且操作方法简单、适用性强等优点，以解决现有技术中存在的修复药剂成本太高、修复效率差等问题。具体内容如下：

第一方面，本发明提供了一种针对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的修复药剂，所述修复药剂包括：调理剂和稳定剂；

其中，所述调理剂由硫酸亚铁、硫酸铁和还原铁粉组合；所述稳定剂由生物炭和沸石粉组成。

可选地，所述生物炭为秸秆生物炭或者芦苇生物炭。

第二方面，本发明提供了一种针对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的修复药剂的使用方法，使用上述第一方面所述的修复药剂，对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤中的砷、锑、铜、锌、镉等重金属进行调理稳定，降低重金属离子的迁移性。

可选地，所述修复药剂的添加量为所述砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的3.0-7.0％。

可选地，所述使用方法包括：

步骤1，向破碎分筛后的含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤中加入调理剂，搅拌均匀，然后加水使土壤含水率为15％，得到调理后的土壤；

步骤2，向调理后的土壤中加入稳定剂，搅拌均匀，然后加水使土壤含水率为30％以上，养护5-7天后，得到稳定后的土壤。

可选地，在所述步骤1中，所述调理剂中各组分的添加量分别为：

所述硫酸亚铁的添加量为所述含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的0.5-2.0％；

所述硫酸铁的添加量为所述含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的0-2.0％；

所述还原铁粉的添加量为所述含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的0.4-1.2％。

可选地，在所述步骤2中，所述稳定剂中各组分的添加量分别为：

所述生物炭的添加量为所述含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的0.5-1.0％。

所述沸石粉的添加量为所述含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的0.2-1.0％。

本发明提供了一种针对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的修复药剂及使用方法。该修复药剂包括：调理剂和稳定剂；其中，调理剂由硫酸亚铁、硫酸铁和还原铁粉组成，稳定剂由生物炭和沸石粉组成。采用本发明提供的修复药剂，可同时调理稳定砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤中的95％以上的浸出砷和锑，以及80％以上的浸出铜、锌、镉等重金属，实现对砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的高效修复。此外，本发明提供的修复药剂，不需要采用特定的制备方法进行制备，具有经济易得、无污染隐患的优点；同时，配制该修复药剂所用的原料，均为本领域价格低廉、简单易得的物料。因此，本发明提供的修复药剂具有调理稳定化效果好、经济易得、无二次污染，且操作方法简单、适用性强等优点。与现有技术相比，本发明提供的方法，至少具有以下有益效果：

本发明提供的用于砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤调理稳定化药剂，以硫酸亚铁、硫酸铁、还原铁粉、生物炭和沸石粉材料，可以直接使用，无需二次制备；本发明所用修复药剂，对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤调理稳定效果好，可以满足对砷、锑、铜、锌、镉等重金属浸出要求较高的污染土壤修复。

附图说明

图1示出了本发明实施例中的一种针对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的修饰药剂的使用方法的方法流程图。

具体实施方式

提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的现有技术所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂以及其他仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。

为了解决现有技术中存在的修复药剂成本太高、修复效率差等问题，本发明实施例提出的技术构思为：选用价格低廉、简单易得的不同功能的原料，以达到降低经济成本的目的；并且，所选用的原料采用本发明提供的使用方法，在不需要对原料进行二次加工的前提下，仍可对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤达到高效调理稳定修复的目的。基于该技术构思，本发明实施例的具体内容如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种针对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的修复药剂，该修复药剂包括：调理剂和稳定剂。

本实施例中，调理剂的作用为：通过铁盐和还原铁粉与土壤中的砷和锑形成难溶、稳定的共沉淀，以及铁盐水解产物和还原铁粉对砷、锑、铜、锌、镉等重金属吸附，降低砷、锑、铜、锌、镉等重金属在土壤中的溶解性和迁移性。

本实施例中，稳定剂的作用是包括：1、提升砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的pH值；2、对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤中遗漏的未被调理固定的砷、锑、铜、锌、镉等重金属进行固化稳定，以提高对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤中砷、锑的固化稳定化效率。

其中，为了降低经济成本的同时，确保对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的高效修复，本实施例中，所选用的调理剂为硫酸亚铁、硫酸铁和还原铁粉组成，所选用的稳定剂为生物炭和沸石粉组成。

本实施例中，所选的生物炭为秸秆生物炭或者芦苇生物炭。当然，在具体的实际应用场景中，所选用的生物炭还可以是当地制备生物炭原料较多的生物炭。

第二方面，本发明实施例提供了一种针对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的修复药剂的使用方法，使用上述第一方面所提供的修复药剂，对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤中的砷、锑、铜、锌、镉等重金属进行稳定。

具体实施时，该修复药剂的添加量为待修复的含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的3.0-7.0％。

本实施例还提供了具体的使用方法，如图1所示，该使用方法包括：

步骤1(S11)，向破碎分筛后的含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤中加入调理剂，搅拌均匀，然后加水使土壤含水率为15％，得到调理后的土壤。

步骤2(S12)，向调理后的土壤中加入稳定剂，搅拌均匀，然后加水使土壤含水率为30％以上，养护5-7天后，得到稳定后的土壤。

本实施例中，为了确保该修复药剂对土壤中砷、锑、铜、锌、镉等重金属的修复效果，在步骤1中，调理剂中各组分的添加量分别为：硫酸亚铁的添加量为待修复的含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的0.5-2.0％；硫酸铁的添加量为待修复的含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的0-2.0％；还原铁粉的添加量为待修复的含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的0.4-1.2％。在步骤2中，稳定剂中各组分的添加量分别为：生物炭的添加量为待修复的含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的0.5-1.0％；沸石粉的添加量为所述含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的0.2-1.0％。

为使本领域技术人员更好地理解本发明，以下通过具体的实施例来说明本发明提供的针对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的修复药剂及其使用方法。

实施例1：

首先，本实施例提供了一种针对砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的固化稳定化的修复药剂，包括以下组分：

(1)调理剂，本实施例中，所用的调理剂由硫酸亚铁、硫酸铁和还原铁粉组成。其中，硫酸亚铁的添加量为污染土壤的质量的1.5％，硫酸铁的添加量为污染土壤的质量的0.5％，还原铁粉的添加量为污染土壤的质量的0.5％；

(2)稳定剂，本实施例中，所用的稳定剂由生物炭和沸石粉组成。其中，生物炭为芦苇生物炭，其添加量为污染土壤的质量的1.0％，沸石粉的添加量为污染土壤质量的0.5％。

接着，本实施例提供了一种针对含砷、锑重金属污染土壤的修复药剂的使用方法为：

(1)在破碎分筛后的含砷、锑重金属污染土壤中加入2.5％调理剂，用Allu筛分斗搅拌均匀，加水使土壤含水率为15％，得到调理后的土壤；

(2)向调理后的土壤中加入1.5％稳定剂，用Allu筛分斗搅拌均匀搅拌均匀，加水使土壤含水率为30％以上；

(3)养护7天后，得到稳定后的土壤，并检测该土壤中可以浸出的砷、锑、铜、锌、镉的量。其中，检测结果如表1所示。

表1污染土壤浸出试验结果

实施例2：

首先，本实施例提供了一种针对含砷、锑重金属污染土壤的固化稳定化的修复药剂，包括以下组分：

(1)调理剂，本实施例中，所用的调理剂由硫酸亚铁、硫酸铁和还原铁粉组成。其中，硫酸亚铁的添加量为污染土壤的质量的1.5％，硫酸铁的添加量为污染土壤的质量的1.0％，还原铁粉的添加量为污染土壤的质量的0.8％；

(2)稳定剂，本实施例中，所用的稳定剂由生物炭和沸石粉组成。其中，生物炭为秸秆生物炭，其添加量为污染土壤质量的1.0％，沸石粉的添加量为污染土壤质量的1.0％。

接着，本实施例提供了一种针对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的修复药剂的使用方法为：

(1)在破碎分筛后的含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤中加入3.3％调理剂，用Allu筛分斗搅拌均匀，加水使土壤含水率为15％，得到调理后的土壤；

(2)向调理后的土壤中加入2.0％稳定剂，用Allu筛分斗搅拌均匀搅拌均匀，加水使土壤含水率为30％以上；

(3)养护7天后，得到稳定后的土壤，并检测该土壤中可以浸出的砷、锑、铜、锌、镉的量。其中，检测结果如表2所示。

表2污染土壤浸出试验结果

需要指出的是，本申请的各个实施例中的步骤和方法，不仅限于对应的实施例中，各个实施例的操作细节以及注意事项，互相都是相应的。

对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和部件并不一定是本发明所必须的。

以上对本发明所提供的一种针对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的修复药剂及使用方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种重金属复合污染土壤的修复药剂，其特征在于，所述修复药剂包括：调理剂和稳定剂；

其中，所述调理剂由硫酸亚铁、硫酸铁和还原铁粉组成；所述稳定剂由生物炭和沸石粉组成。

2.根据权利要求1所述的修复药剂，其特征在于，所述生物炭为秸秆生物炭或者芦苇生物炭。

3.一种重金属复合污染土壤的修复药剂的使用方法，其特征在于，使用权利要求1或2所述的修复药剂，对含砷、锑、铜、锌、镉等重金属污染土壤中的重金属进行调理稳定。

4.根据权利要求3所述的使用方法，其特征在于，所述修复药剂的添加量为所述含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的3.0-7.0％。

5.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括：

步骤1，向破碎分筛后的含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤中加入调理剂，搅拌均匀，然后加水使土壤含水率为15％，得到调理后的土壤；

步骤2，向调理后的土壤中加入稳定剂，搅拌均匀，然后加水使土壤含水率为30％以上，养护5-7天后，得到稳定后的土壤。

6.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述调理剂中各组分的添加量分别为：

所述硫酸亚铁的添加量为所述含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的0.5-2.0％；

所述硫酸铁的添加量为所述含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的0-2.0％；

所述还原铁粉的添加量为所述含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的0.4-1.2％。

7.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述稳定剂中各组分的添加量为：

所述生物炭的添加量为所述含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的0.5-1.0％。

所述沸石粉的添加量为所述含砷、锑、铜、锌、镉等重金属复合污染土壤的质量的0.2-1.0％。

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