適用于砷污染場地土壤修復(fù)的化學(xué)穩(wěn)定劑及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污染土壤的修復(fù)，尤其是涉及一種適用于砷污染場地土壤修復(fù)的化學(xué)穩(wěn)定劑，本發(fā)明還涉及該化學(xué)穩(wěn)定劑的使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和含砷化學(xué)物質(zhì)的廣為應(yīng)用，在開采、加工、使用、廢物處理等過程中，均會使大量的砷殘留到土壤中，土壤中的砷污染現(xiàn)象在世界范圍內(nèi)普遍存在。由于砷對人類健康的危害很大，高濃度時可立即殺死細胞甚至危及生命，因此砷污染土壤的治理及修復(fù)受到越來越多的關(guān)注。目前，砷污染土壤修復(fù)技術(shù)主要包括以下幾種:
工程修復(fù)法:主要包括客土法、換土法和翻土法?？屯练ㄊ窍蛭廴就寥纼?nèi)加入大量的干凈土壤，覆蓋在表層或混勻，使污染物濃度降低。換土法是把污染土壤取走，換入新的干凈土壤。翻土法采用深耕的方式使聚集在表層的污染物分散到深層，達到稀釋和自處理的目的。翻土法主要用于輕度污染的土壤，而客土法和換土法主要用于重度污染的土壤。上述的工程修復(fù)法治理重金屬污染土壤雖具有徹底、穩(wěn)定的特點，但工程量大、投資費用高，而且會破壞土體結(jié)構(gòu)、弓I起土壤肥力下降。
[0003]物理化學(xué)修復(fù)法:主要包括土壤淋洗法、玻璃化法、電化學(xué)法等。土壤淋洗法利用淋洗劑淋洗污染土壤，使土壤中的固相重金屬轉(zhuǎn)移到土壤液相中，降低污染物毒性；玻璃化法是在現(xiàn)場使用電加熱，將污染土壤熔化，冷卻后形成化學(xué)惰性的、非擴散的堅硬玻璃體技術(shù)；電化學(xué)法是利用外加電場所產(chǎn)生的動電效應(yīng)驅(qū)動土壤中的污染物沿電場方向定向迀移，富集的污染物可在電極區(qū)得到集中處理或分離。對于滲透性不高、傳導(dǎo)性差的粘性土壤中的砷，根據(jù)電流能破壞金屬-土壤鍵的原理，可應(yīng)用電化學(xué)法予以去除。但這種方法的修復(fù)成本高昂、能耗較大、甚至存在二次污染。
[0004]植物修復(fù)法:是利用種植某種植物來凈化受砷污染的土壤和水體。植物修復(fù)法按其修復(fù)的機理和過程可分為植物萃取、植物固定、植物揮發(fā)、根系過濾、植物降解。其中植物萃取是指利用植物根系吸收土壤污染物質(zhì)并運送至植物地上部，通過收割地上部物質(zhì)而達到去除土壤中污染物的一種方法。該方法的治理周期漫長，后期植物收集、處理工藝較為復(fù)雜，維護管理周期長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供的一種適用于砷污染場地土壤修復(fù)的化學(xué)穩(wěn)定劑，本化學(xué)穩(wěn)定劑的原料廣泛，制備簡單，治理效果好，本發(fā)明還同時提供該化學(xué)穩(wěn)定劑的使用方法。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案:
本發(fā)明所述的適用于砷污染場地土壤修復(fù)的化學(xué)穩(wěn)定劑，是由催化氧化劑和鐵基化合物按下述質(zhì)量百分比配制而成:催化氧化劑:鐵基化合物=30~60:40~70 ;所述的催化氧化劑為高錳酸鉀和雙氧水，所述的鐵基化合物為硫酸鐵、氯化鐵、硝酸鐵中的任意一種或兩種以上的混合物；
首先將鐵基化合物磨制成粒度200目的粉料備用；
將高錳酸鉀配制成lmg/L的溶液，雙氧水配制成3mg/L的溶液，然后將高錳酸鉀和雙氧水按1:3的重量份配制，混合均勻后得到液體催化氧化劑；
將鐵基化合物粉料按比例添加進催化氧化劑液體中混合均勻即可得到化學(xué)穩(wěn)定劑成品O
[0007]本發(fā)明所述化學(xué)穩(wěn)定劑的使用方法為:
a、按常規(guī)方法檢測待處理污染土壤中的砷含量及浸出毒性；
b、根據(jù)檢測結(jié)果，按砷污染土壤:化學(xué)穩(wěn)定劑=5~50:1的質(zhì)量比，將稱量出化學(xué)穩(wěn)定劑均勻的鋪撒在待處理土壤的表面；
C、采用翻耕攪拌的方式將土壤和化學(xué)穩(wěn)定劑充分混合(翻耕攪拌至少三次)，形成混合土壤；然后加水，保持土壤含水量在25%以上；
d、在混合土壤上覆蓋保濕材料，如塑料薄膜、草袋、麻袋等材料，養(yǎng)護5天以上，使混合土壤中的穩(wěn)定劑與重金屬污染土壤中不穩(wěn)定的砷發(fā)生反應(yīng)，以不溶性砷酸鹽沉淀穩(wěn)定化，采樣檢測土壤中砷的浸出毒性；如果檢測結(jié)果不符合環(huán)保要求，可以延長養(yǎng)護時間，必要時加水，直至檢測結(jié)果符合國家有關(guān)的規(guī)定要求。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點在于原料廣泛，成本低，制備方法簡單、易操作；與傳統(tǒng)的治理方法相比，周期短，顯效快，治理效果好。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做更加詳細的闡述。
[0010]實施例1
配制化學(xué)穩(wěn)定劑:
將硫酸鐵(也可以用氯化鐵、硝酸鐵，或者任意兩種或三種原料的混合物)磨制成粒度200目左右的固體物料備用；將高錳酸鉀加水配制成lmg/L的溶液，雙氧水配制成3mg/L的溶液，然后按高錳酸鉀:雙氧水:硫酸鐵=10:30:60的質(zhì)量百分比混合均勻即可。
[0011]在河南某礦區(qū)稱取10kg砷污染土壤作為樣品。
[0012]a、采用《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 15618-1995)中規(guī)定的重金屬檢測方法測定土壤樣品中砷的含量，檢測出最大含量為9800mg/kg;采用《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299— 2007)中規(guī)定的浸提方式，采用《生活飲用水標準檢驗方法》(GB/T5750.6-2006)中規(guī)定的方法測量污染土壤浸出液中砷離子的含量，土壤樣品中砷的浸出毒性檢測結(jié)果為220mg/L ；
b、根據(jù)上述檢測結(jié)果，稱取制得的化學(xué)穩(wěn)定劑9kg，將其均勻的鋪撒在待處理土壤的表面；
C、采用攪拌的方式將土壤和化學(xué)穩(wěn)定劑充分混合(攪拌五次)，形成混合土壤；然后加水，使土壤含水量在25%以上；
d、在混合土壤上覆蓋草袋，保持土壤含水量不低于25%，養(yǎng)護5天后，采樣檢測，經(jīng)過處理的土壤中砷的浸出毒性檢測結(jié)果為0.02mg/L，滿足《地下水質(zhì)量標準》(GB/T14848-93)中III類水濃度限值的要求。
[0013]實施例2
配制化學(xué)穩(wěn)定劑:
將硝酸鐵(也可以用氯化鐵、硫酸鐵，或者任意兩種或三種原料的混合物)磨制成粒度200目左右的固體物料備用；將高錳酸鉀加水配制成lmg/L的溶液，雙氧水配制成3mg/L的溶液，然后按高錳酸鉀:雙氧水:硫酸鐵=12:36:52的質(zhì)量百分比混合均勻即可。
[0014]在河南某礦區(qū)稱取10kg砷污染土壤作為樣品。
[0015]a、采用《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 15618-1995)中規(guī)定的重金屬檢測方法測定土壤樣品中砷的含量，檢測出最大含量為1100mg/kg;采用《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299— 2007)中規(guī)定的浸提方式，采用《生活飲用水標準檢驗方法》(GB/T5750.6-2006)中規(guī)定的方法測量污染土壤浸出液中砷離子的含量，土壤樣品中砷的浸出毒性檢測結(jié)果為73.5mg/L ；
b、根據(jù)上述檢測結(jié)果，稱取制得的化學(xué)穩(wěn)定劑7kg，將其均勻的鋪撒在待處理土壤的表面；
C、采用攪拌的方式將土壤和化學(xué)穩(wěn)定劑充分混合(攪拌五次)，形成混合土壤；然后加水，使土壤含水量在25%以上；
d、在混合土壤上覆蓋麻袋，保持土壤含水量不低于25%，養(yǎng)護5天后，采樣檢測，經(jīng)過處理的土壤中砷的浸出毒性檢測結(jié)果為0.02mg/L，滿足《地下水質(zhì)量標準》(GB/T14848-93)中III類水濃度限值的要求。
[0016]從實施例1、2可以看出，本發(fā)明配制的化學(xué)穩(wěn)定劑對砷污染土壤的修復(fù)處理效果良好，不僅修復(fù)周期短，對土壤不會產(chǎn)生二次污染，而且所用原料廣泛，成本低廉，制備方法也非常簡單。
[0017]上述具體實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選方式的描述，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員在本發(fā)明所披露的技術(shù)范圍內(nèi)可輕易想到的變化，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種適用于砷污染場地土壤修復(fù)的化學(xué)穩(wěn)定劑，其特征在于:它是由催化氧化劑和鐵基化合物按下述質(zhì)量百分比配制而成:催化氧化劑:鐵基化合物=30~60:40~70 ;所述的催化氧化劑為高錳酸鉀和雙氧水，所述的鐵基化合物為硫酸鐵、氯化鐵、硝酸鐵中的任意一種或兩種以上的混合物； 首先將鐵基化合物磨制成粒度200目的粉料備用； 將高錳酸鉀配制成lmg/L的溶液，雙氧水配制成3mg/L的溶液，然后將高錳酸鉀和雙氧水按1:3的重量份配制，混合均勻后得到液體催化氧化劑； 將鐵基化合物粉料按比例添加進催化氧化劑液體中混合均勻即可得到化學(xué)穩(wěn)定劑成品O2.權(quán)利要求1所述化學(xué)穩(wěn)定劑的使用方法，其特征在于:包括下述步驟: a、檢測待處理污染土壤中的砷含量及浸出毒性； b、根據(jù)檢測結(jié)果，按砷污染土壤:化學(xué)穩(wěn)定劑=5~50:1的質(zhì)量比，將稱量出化學(xué)穩(wěn)定劑均勻的鋪撒在待處理土壤的表面； C、采用翻耕攪拌的方式將土壤和化學(xué)穩(wěn)定劑充分混合，然后加水，保持土壤含水量在25%以上； d、在混合土壤上覆蓋保濕材料，養(yǎng)護5天以上后，采樣檢測土壤中砷的浸出毒性；如果未達標，再增加養(yǎng)護時間，直至檢測結(jié)果符合環(huán)保要求。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于砷污染場地土壤修復(fù)的化學(xué)穩(wěn)定劑，是由高錳酸鉀和雙氧水配制的催化氧化劑和由硫酸鐵、氯化鐵、硝酸鐵中的任意一種或兩種以上混合物組成的鐵基化合物按比例配制而成；使用時，先檢測待處理污染土壤中的砷含量及浸出毒性；按砷污染土壤:化學(xué)穩(wěn)定劑=5~50:1的質(zhì)量比，將化學(xué)穩(wěn)定劑鋪撒在土壤表面并充分混合，保持土壤含水量25%以上；覆蓋保濕材料養(yǎng)護5天以上，采樣檢測土壤中砷的浸出毒性：如果檢測結(jié)果不符合環(huán)保要求，可以延長養(yǎng)護時間，必要時加水，直至檢測結(jié)果符合國家有關(guān)的規(guī)定要求。本發(fā)明的優(yōu)點在于原料廣泛，成本低，制備方法簡單、易操作；與傳統(tǒng)的治理方法相比，周期短，顯效快，治理效果好。
【IPC分類】C09K17/02, B09C1/08
【公開號】CN105062492
【申請?zhí)枴緾N201510510229
【發(fā)明人】劉鐘森, 王一豪, 洪夢悅, 高淼, 郭大鴻
【申請人】河南省地質(zhì)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計院有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月19日