一種砷污染土壤的修復方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及土壤修復技術領域，具體是一種砷污染土壤的修復方法。
【背景技術】
[0002]隨著工農業(yè)的發(fā)展和含砷化學物質的廣為應用，砷在開采、加工、使用、廢物處理等過程中，使大量的砷殘留到土壤中，造成世界范圍內土壤中砷污染現象普遍存在。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受到越來越多的關注。
[0003]目前，砷污染土壤修復技術主要包括以下幾種:
工程修復法，主要有客土法、換土法和翻土法。客土法是向污染土壤內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；換土法就是把污染土壤取走，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。工程修復法治理重金屬污染土壤具有徹底、穩(wěn)定的特點。其不足之處:工程量大、投資費用高、破壞土體結構、引起土壤肥力下降。
[0004]物理化學修復法，主要有土壤淋洗法、玻璃化法、電化學法等。土壤淋洗法利用淋洗劑淋洗污染土壤，使土壤固相中的重金屬轉移到土壤液相中，降低污染物毒性;玻璃化法是在現場使用電加熱，將污染土壤熔化，冷卻后形成化學惰性的、非擴散的堅硬玻璃體技術；電化學法是利用外加電場所產生的動電效應驅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、傳導性差的粘性土壤中的砷，根據電流能破壞金屬-土壤鍵的原理，可應用電化學法予以去除。但這種方法存在的不足之處:修復成本高昂、能耗較大、甚至存在二次污染。
[0005]植物修復法，是利用種植某種植物來凈化受砷污染的土壤和水體。植物修復法按其修復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并運送至植物地上部，通過收割地上部物質而達到去除土壤中污染物的一種方法。這種方法的不足之處:治理周期漫長，后期植物收集、處理工藝較為復雜，維護管理周期長。
[0006]上述幾種土壤修復技術各有優(yōu)點，但是也均存在一定的缺陷:修復方式單一，只能針對某一特定污染濃度的砷污染情況進行有效處理，一旦超出其相應的處理能力，則處理效果大為減弱。同時，在采用了特定的修復方法后，應變能力較差，對于再次污染等新的情況無法應對，造成修復效率下降，投入較大修復效果有限。而像工程修復法等，轉運土壤還易造成二次污染。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種砷污染土壤的修復方法，以實際砷污染場地為依托，根據場地實際情況和污染特征，針對上層土壤和底層土壤砷污染的程度不同的現狀，先對上層土壤進行氧化、穩(wěn)定，使得上層土壤中砷濃度降低至下層土壤中砷濃度以下后，然后再移栽蜈蚣草建立植被修復層，在保證修復效果的前提下，使修復方法更有針對性，保證修復效果，降低修復成本。
[0008]為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
一種砷污染土壤的修復方法，包括以下步驟:
(I)對砷污染土壤進行檢測，得出砷污染土壤中As (I II )、As (V)的縱向、橫向濃度分布特征；
(2 )按污染物縱向濃度分布將土壤分為上層的重度砷污染土壤和底層的輕度砷污染土壤，確定中間的分界線；
(3)首先向重度砷污染土壤中投加一定比例的氧化劑，攪拌均勻后，靜置8?12小時后，取樣檢測As(III)濃度，每次間隔8小時檢測一次，直至重度砷污染土壤中的As(III)濃度降低至輕度砷污染土壤中的As(III)濃度時，得到氧化處理后的重度砷污染土壤;所述氧化劑的加入量與重度砷污染土壤中砷的摩爾比為0.3:1?4:1;
(4)接著向氧化處理后的重度砷污染土壤中加入一定比例的穩(wěn)定劑，攪拌均勻后，養(yǎng)護4?5天，最終得到pH值為6?8的土壤;所述穩(wěn)定劑由娃藻土和草木灰組成，其中娃藻土的加入量占重度砷污染土壤質量的8?10%，草木灰的加入量占重度砷污染土壤質量的13?18%;
(5)在經穩(wěn)定劑處理后的重度砷污染土壤的地表移栽蜈蚣草，形成植被修復層；
(6)定期檢測重度砷污染土壤和輕度砷污染土壤內的砷濃度:具體步驟為:
61)將植被修復層生長的蜈蟻草收割留茬12?15cm，獲得蜈蟻草羽片;對收割的蜈蟻草羽片中的砷濃度進行檢測，從而判斷修復結果:
62)若蜈蚣草羽片中的砷濃度<9mg/kg，則完成砷污染土壤的修復；
63)若蜈蟻草羽片中的砷濃度>9mg/kg且<300mg/kg，則對植被修復層增施磷肥，待2個月后，再次將植被修復層生長的蜈蚣草收割留茬12?15cm，獲得蜈蚣草羽片;對收割的蜈蚣草羽片中的砷濃度進行檢測，從而判斷修復結果；
64)若蜈蚣草羽片中的砷濃度之300mg/kg，則鏟除植被修復層中的蜈蚣草，重復步驟
(3)至步驟(6)。
[0009]作為本發(fā)明進一步的方案:所述氧化劑為高錳酸鉀、過硼酸鉀、二氧化錳、雙氧水、次氯酸鈉中的一種或多種。
[0010]作為本發(fā)明進一步的方案:所述穩(wěn)定劑的使用方法，具體步驟為:首先將硅藻土在750°C溫度下煅燒2?3小時，再經過磨碎，過篩100?200目，備用;接著按比例稱取煅燒后的硅藻土和草木灰，混合，攪拌均勻，然后加水繼續(xù)攪拌，所加的水量為使得重度砷污染土壤的含水率達到30?35%的水量。
[0011]作為本發(fā)明進一步的方案:所述步驟(2)中，在土壤深度上確定重度砷污染土壤和輕度砷污染土壤的分界線的具體方法為:
21)對場地內污染土壤進行地質勘察、在不同深度取樣檢測砷污染物的濃度；
22)確定重度砷污染土壤和輕度砷污染土壤的臨界砷濃度范圍；
23)對應臨界砷濃度范圍確定分界深度即為分界線。
[0012]作為本發(fā)明進一步的方案:所述步驟(2)中，在土壤深度上重度砷污染土壤和輕度砷污染土壤的分界濃度為700?850mg/kg。
[0013]作為本發(fā)明進一步的方案:所述步驟(2)中，在土壤深度上重度砷污染土壤和輕度砷污染土壤的分界線深度為2.5?3.0m。
[0014]與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明以實際砷污染場地為依托，根據場地實際情況和污染特征，針對上層土壤和底層土壤砷污染的程度不同的現狀，先對上層土壤進行氧化、穩(wěn)定，使得上層土壤中砷濃度降低至下層土壤中砷濃度以下后，然后再移栽蜈蚣草建立植被修復層，在保證修復效果的前提下，使修復方法更有針對性，保證修復效果，降低修復成本;本發(fā)明施工中簡化了修復流程，合理調整了施工參數，降低了施工難度，技術有效、施工可行，可大規(guī)模應用于實際土壤修復中。
[0015]本發(fā)明以價格低廉的硅藻土和草木灰為原料制備一種經濟有效的修復砷污染土壤的穩(wěn)定劑;硅藻土是由無定形的S12組成，并含有少量Fe203、Ca0、Mg0、Al203及有機雜質，通常呈淺黃色或淺灰色，質軟，多孔而輕，截留量大，吸附效果強，對污染土壤中的砷具有一定的吸附效果;草木灰屬堿性，主要成分是碳酸鉀，除含速效鉀(5?15%)外，還含有磷、鈣、鐵、鎂、硫等微量有效養(yǎng)分，是一種天然肥，加入草木灰，一方面可以調節(jié)污染土壤的PH，另一方面可以增加一些土壤中可利用的營養(yǎng)物質;該穩(wěn)定劑材料價廉易得，穩(wěn)定效果較好，基本上不改變污染土壤PH，并且對污染土壤進行營養(yǎng)物質補充，有利于土壤的處理和后續(xù)利用。
【具體實施方式】
[0016]下面將結合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0017]實施例1
本發(fā)明實施例中，一種砷污染土壤的修復方法，包括以下步驟:
(I)對砷污染土壤進行檢測，得出砷污染土壤中As (I II )、As (V)的縱向、橫向濃度分布特征。
[0018](2)按污染物縱向濃度分布將土壤分為上層的重度砷污染土壤和底層的輕度砷污染土壤，確定中間的分界線:在土壤深度上確定重度砷污染土壤和輕度砷污染土壤的分界線的具體方法為:
21)對場地內污染土壤進行地質勘察、在不同深度取樣檢測砷污染物的濃度；
22)確定重度砷污染土壤和輕度砷污