一种有机-重金属复合污染土壤的修复药剂及方法技术

本发明专利技术提供了一种有机‑重金属复合污染土壤的修复药剂及方法，所述修复药剂包括土壤氧化剂和固化/稳定化药剂。其中，所述土壤氧化剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钙和过硫酸镁中的任意一种；所述固化/稳定化药剂为石灰类药剂，且其中氧化钙含量≥60%。利用固化/稳定化药剂水化反应产生的高温和强碱环境来活化土壤氧化剂，将化学氧化与固化/稳定化技术联合用于修复有机‑重金属复合污染土壤，同时实现土壤中有机污染物的化学降解和残留有机物与重金属的固化/稳定化，方法不仅操作简单、技术可靠、易于工程化应用，还具有经济、环境和社会效益好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种有机-重金属复合污染土壤的修复药剂及方法
本专利技术属于环境工程土壤修复
，特别涉及一种有机-重金属复合污染土壤的修复药剂及方法。
技术介绍
工业企业搬迁后遗留的污染场地污染情况严重，污染种类繁多，有机-重金属复合污染已成为众多污染场地中的普遍现象，有机-重金属污染物严重威胁人类健康。因此，对有机-重金属复合污染场地的治理具有重要的理论和现实意义。过硫酸盐是一种较常用的氧化剂，但其未活化前对有机物氧化效果一般，在活化后会产生氧化能力远超过硫酸盐的硫酸根自由基，基于硫酸根自由基的新型高级氧化技术在国内外已经迅速成为土壤有机污染物修复的主要技术。固化/稳定化技术作为一种快速的修复技术，是我国重金属污染土壤修复的主导技术之一，石灰类材料则是常用的固化/稳定化药剂。石灰类药剂中含有的氧化钙的水化反应能够产生一定的热量并且可以提高环境介质的pH（CaO(s)+H2O→Ca(OH)2(s),ΔH298K=-104kJ/mol），这能够为过硫酸盐的活化创造有利条件。因此，我们结合化学氧化和固化/稳定化可能发挥它们各自的优势，克服局限性，专利技术一种低成本、高效率且无二次污染的有机-重金属复合污染土壤的修复药剂和方法。中国专利技术专利（CN108192633A）公开了一种基于碱渣的重金属复合污染土壤修复材料及修复方法，采用工业固体碱渣作为重金属复合污染的修复材料，对不同污染程度的重金属污染土壤进行固化/稳定化，降低土壤中重金属有效态含量。该方案对重金属复合污染土壤具有较好的修复效果，但不涉及有机物处理，不适用于有机-重金属复合污染土壤修复。中国专利技术专利（CN107030103A）公开了一种利用亚微米铁氧化物和污泥裂解液修复有机-重金属复合污染土壤的方法，采用剩余污泥裂解液绿色制备亚微米铁氧化物，并将亚微米铁氧化物和污泥裂解液联合用于修复有机-重金属复合污染土壤。该方案能够同时实现土壤中有机污染物的生物强化修复与重金属的稳定化，但涉及的联合修复方法运行成本较高，操作工艺复杂。
技术实现思路
针对有机-重金属复合污染土壤生物强化修复中操作工艺复杂、运行成本较高，以及重金属处理效率较低等难题，本专利技术的目的是提供一种有机-重金属复合污染土壤的修复药剂及方法。所述方法不仅操作简单、技术可靠、易于工程化应用，可实现重金属和有机物复合污染土壤达标修复，还具有经济、环境和社会效益好等优点。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种有机-重金属复合污染土壤的修复药剂，所述修复药剂包括土壤氧化剂和固化/稳定化药剂。进一步的，所述土壤氧化剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钙和过硫酸镁中的任意一种或几种的混合物。进一步的，所述固化/稳定化药剂为石灰类药剂，且其中氧化钙含量≥60%。进一步的，所述石灰类药剂包括水泥、生石灰。一种利用所述药剂修复有机-重金属复合污染土壤的方法，所述方法包括以下步骤：1）将有机-重金属复合污染土壤进行筛分破碎，使污染土壤颗粒的平均粒径小于2mm，得到预处理污染土壤；2）将土壤氧化剂、固化/稳定化药剂和预处理污染土壤进行混合，室温搅拌均匀，进行化学氧化修复，得到化学氧化修复后的污染土壤；3）向化学氧化修复后的污染土壤中加水，而后转移至养护箱中养护7d-28d，得到修复达标的土壤。进一步的，所述土壤氧化剂的添加量为污染土壤中有机物摩尔浓度的10-100倍，所述固化/稳定化药剂的添加量为污染土壤以干重计的10%-50%。进一步的，所述加水质量为污染土壤以干重计的30%-50%。进一步的，所述化学氧化修复的时间为10min-210min。进一步的，所述养护的条件为温度20±3℃，湿度为95±5%。进一步的，所述有机-重金属复合污染土壤中苯胺含量≥1000mg/kg、镉含量≥10mg/kg。本专利技术相比现有技术的有益效果为：（1）本专利技术所使用的修复剂（土壤氧化剂和固化/稳定化药剂）来源广泛，工艺成熟，成本低，用于有机-重金属复合污染土壤修复时无二次污染；（2）本专利技术可以有效地克服有机-重金属污染土壤生物强化修复中运行成本偏高和重金属处理效率较低等难题；（3）本专利技术为廉价易得的石灰类药剂的资源化和减量化提供新途径；（4）通过本专利技术的实施例可知，有机物含量超过1000mg/kg、镉含量超过10mg/kg的重度复合污染土壤，经本专利技术所述方法处理后，土壤中有机物的去除率能够达到95%，镉的生物有效态含量低于1mg/kg，形成的固化/稳定化产物的长期稳定性较高，经济效益和环境效益俱佳。附图说明图1为实施例1、实施例3提供的过硫酸钠和30%石灰类药剂修复苯胺-镉复合污染土壤的柱状图；图1中：CK表示未加入过硫酸钠和石灰类药剂的处理；PC+SPR表示加入过硫酸钠和30%水泥的处理（实施例1）；QL+SPR表示加入过硫酸钠和30%生石灰的处理（实施例3）；图2为实施例2、实施例4提供的过硫酸钠和50%石灰类药剂修复苯胺-镉复合污染土壤的柱状图；图2中：CK表示未加入过硫酸钠和石灰类药剂的处理；50%PC+SPR表示加入过硫酸钠和50%水泥的处理（实施例2）；50%QL+SPR表示加入过硫酸钠和50%生石灰的处理（实施例4）。具体实施方式为使本专利技术的
技术实现思路
、技术方案、特点及功效更加清楚，兹例举以下实施例，详细说明如下：实施例1本实施例提供了一种修复有机-重金属复合污染土壤的方法，所述污染土壤为苯胺-镉复合污染土壤。利用土壤氧化剂和固化/稳定化药剂对污染土壤进行修复处理，所述土壤氧化剂为过硫酸钠，所述固化/稳定化学剂为水泥，其中氧化钙的含量为60-68%。所述苯胺-镉复合污染土壤中苯胺平均浓度为1000mg/kg，镉平均浓度为10mg/kg。将污染土壤经机械设备筛分破碎，使得污染土壤颗粒的平均粒径小于2mm，得到预处理污染土壤。添加摩尔浓度为1.08mol/L的过硫酸钠（为苯胺摩尔浓度的100倍），污染土壤以干重计30%的水泥，在室温下充分搅拌均匀，静置10min，利用水泥的水化反应所产生的高温和强碱环境来活化土壤氧化剂过硫酸钠，产生硫酸根自由基，在搅拌装置中进行化学氧化，进行化学氧化修复。然后再添加以土壤干重计30%的水，转移至温度为23℃，湿度为95%的养护箱中养护7天，将养护后的土壤按照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》（HJT299-2007）进行毒性浸出实验，并测定其无侧限抗压强度和渗透系数，毒性结果满足北京市污染土壤填埋地方标准《重金属污染土壤填埋场技术规范》，形成的固化/稳定化产物无侧限抗压强度较高，渗透系数较小，能够实现固化产物的长期安全存贮。实施例2本实施例提供了一种修复有机-重金属复合污染土壤的方法，所述污染土壤为苯胺-镉复合污染土壤。利用土壤氧化剂和固化/稳定化药剂对污染土壤进行修复处理，所述土壤氧化剂为过硫酸钾，所述固化/稳定化学剂为水泥，其中氧化钙的含量为60-68%。所述苯胺-镉复合污染土壤中苯胺平均浓度为1000mg/kg，镉平均浓度为10mg/kg。将污染土壤经机械设备筛分破碎，使得污染土壤颗粒的平均粒径小于2mm，得到预处理污染土壤。添加摩尔浓度为1.08mol/L的过硫酸钠（为苯胺摩尔浓度的100倍），污染土壤以干重计50%的水泥，在室温下充分搅拌均匀，静置10min进行化学氧化修复。然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机‑重金属复合污染土壤的修复药剂，其特征在于，所述修复药剂包括土壤氧化剂和固化/稳定化药剂。

【技术特征摘要】
1.一种有机-重金属复合污染土壤的修复药剂，其特征在于，所述修复药剂包括土壤氧化剂和固化/稳定化药剂。2.根据权利要求1所述的有机-重金属复合污染土壤的修复药剂，其特征在于，所述土壤氧化剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钙和过硫酸镁中的任意一种。3.根据权利要求1所述的有机-重金属复合污染土壤的修复药剂，其特征在于，所述固化/稳定化药剂为石灰类药剂，且其中氧化钙含量≥60%。4.根据权利要求3所述的有机-重金属复合污染土壤的修复药剂，其特征在于，所述石灰类药剂包括水泥、生石灰。5.一种利用权利要求1-4任一项所述药剂修复有机-重金属复合污染土壤的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）将有机-重金属复合污染土壤进行筛分破碎，使污染土壤颗粒的平均粒径小于2mm，得到预处理污染土壤；2）将土壤氧化剂、固化/稳定化药剂和预处理污染土壤进行混合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马妍，刘振海，徐雁秋，史怡，黄占斌，周生坤，张美娟，王童，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11