一种原位修复重金属Pb、As污染土壤的方法技术

本发明专利技术涉及一种原位修复重金属Pb、As污染土壤的方法，属于重金属污染土壤修复技术领域。该方法以磷酸一铵、磷酸二铵、过磷酸钙、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁、氯化亚铁、氧化钙为原料，通过球磨仪充分粉碎混合后即得到土壤重金属修复固化剂。本发明专利技术合成固化剂的原料价廉易得，在原位固化重金属Pb、As的同时，给土壤提供磷、氮、硫、铁等营养元素，使污染土壤修复与施肥一体化，可有效降低重金属污染土壤的修复成本，适宜于对大范围重金属污染的土壤进行修复。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于重金属污染土壤修复
，具体涉及到的是一种原位修复重金属Pb、As污染土壤的方法。
技术介绍
土壤重金属污染是全球主要环境危害之一，并可通过农作物进入人类食物链，严重影响食品安全并危及人类健康。污染土壤的重金属主要是指汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)5种生物毒性显著的元素。据初步统计，中国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000万hm2，约占总耕地面积的1/5。因此，重金属污染土壤的修复刻不容缓。目前，重金属土壤修复技术主要包括：（1）物理修复技术,采用物理分离的手段去除土壤中重金属污染物，包括换土法、热解析技术、物理分离技术、玻璃化技术和电动修复技术等；(2) 生物修复技术,包括微生物修复技术、植物修复技术和动物修复技术。该类方法利用生命体在自然生长、发育、繁殖过程中，能够忍耐和超量积累某种重金属的特性来清除土壤中的重金属，或可通过生命体氧化、还原等作用转化重金属，减轻重金属的毒性；(3) 化学修复技术,包括原位固化法和原位/异位淋洗法。原位固化法是通过向土壤中添加固化剂，将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性小的状态；原位/异位淋洗法是通过淋洗剂把土壤固相中的重金属转移到土壤液相中，再把含重金属的淋洗液进一步处理；（4）联合修复技术，通过两种或者多种修复方法相结合的修复技术，目前研究较多的联合修复技术包括生物联合技术、物理化学联合技术等。其中，化学修复技术中的原位固化法修复效果好，且修复成本较低，是目前比较常用的重金属污染土壤修复技术。常用的固化剂容易破坏土壤结构，对土壤造成二次污染，因此寻找一种价廉易得、对土壤危害小或无危害的固化剂就成为急需解决的问题。
技术实现思路
为找到一种价廉易得、对土壤危害小或无危害的固化剂，在固化污染土壤中重金属Pb、As的同时，改善土壤营养状况，增强土壤肥力。本专利技术公开了一种原位修复重金属Pb、As污染土壤的方法，所用固化剂制备方法如下：原料包括磷酸一铵、磷酸二铵、过磷酸钙、聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝铁、氯化亚铁、氧化钙，其中各组分的份数均为质量份数；磷酸一铵、磷酸二铵及过磷酸钙占固化剂总质量的30%～60%；聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁和氯化亚铁占固化剂总质量的37%～68%；氧化钙占固化剂总质量的1%～3%；其中磷酸一铵、磷酸二铵、过磷酸钙的质量比为1.3～1.7:0.9～1.2:0.5～2，聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁和氯化亚铁的质量比为1.5～2:0.5～1.6:0.6～1；将所有原料用球磨机充分粉碎混合后即得到固化剂。固化剂对Pb污染土壤的修复方法为：根据国家标准GB15618-1995和Pb对土壤的污染程度，对Pb污染土壤加入固化剂，固化剂的加入量为污染土壤质量的0.5%～3%，固化剂和 污染土壤充分搅拌均匀后，加入一定量的去离子水，使Pb污染土壤的含水率达到10%～42%，经过一段时间的固化修复，检测污染土壤浸出液中Pb离子的浓度，按照HJ/T300-2007标准操作，其中浸提液固比20:1（L/Kg），可达到GB5085.3-2007中规定Pb离子的浓度限值5 mg/L。固化剂对As污染土壤的修复方法为：根据国家标准GB15618-1995和As对土壤的污染程度，对As污染土壤加入固化剂，固化剂的加入量为污染土壤质量的0.5%～3%，固化剂和污染土壤充分搅拌均匀后，加入一定量的去离子水，使As污染土壤的含水率达到10%～42%，经过一段时间的固化修复，检测污染土壤浸出液中As离子的浓度，按照HJ/T300-2007标准操作，其中浸提液固比20:1（L/Kg），可达到GB5085.3-2007中规定Pb离子的浓度限值5 mg/L。固化剂对Pb/As混合污染土壤的修复方法为：根据国家标准GB15618-1995和Pb、As对土壤的污染程度，对Pb/As混合污染土壤加入固化剂，固化剂的加入量为污染土壤质量的0.5%～3%，固化剂和污染土壤充分搅拌均匀后，加入一定量的去离子水，使污染土壤的含水率达到10%～42%，经过一段时间的固化修复，检测污染土壤浸出液中Pb、As离子的浓度，按照HJ/T300-2007标准操作，其中浸提液固比20:1（L/Kg），可达到GB5085.3-2007中规定Pb/As离子的浓度限值5 mg/L。本专利技术合成固化剂的原料价廉易得，在原位固化重金属Pb、As的同时，给土壤提供磷、氮、硫、铁等营养元素，使污染土壤修复与施肥一体化，可有效降低重金属污染土壤的修复成本，适宜于对大范围重金属污染的土壤进行修复。具体实施方式通过以下实例，对本专利技术的技术方法进行描述。但是，实例不是对本专利技术的限制。实例1：称取质量百分比为60%的磷酸一铵、磷酸二铵、过磷酸钙，三者质量比为1.5:1:1.5，1.5%的氧化钙，38.5%的聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁及氯化亚铁，三者的质量比为1.5:1:1，利用球磨仪将上述原料充分粉碎混合，得到污染土壤重金属修复固化剂。取Pb污染土壤样品700g，磨碎，通过20目筛分后，经检测，其中污染土样中Pb的浸出浓度含量为12.17 mg/L，加入15g的固化剂，充分混合均匀，加入一定量的去离子水，使Pb污染土壤的含水率达到25%。根据HJ/T300-2007标准分别测土壤经固化7天、15天、23天、30天、40天浸出液中Pb离子的浓度，其中浸提液固比20:1（L/Kg），40天后，污染土壤的修复效果满足GB5085.3-2007中规定的浸出液Pb浓度限值5 mg/L。固化剂对Pb污染土壤的修复效果见表1。表1 固化剂对Pb污染土壤的修复效果污染物污染物浸出浓度（mg/L）7天后污染物浸出浓度（mg/L）15天后污染浸出浓度（mg/L）23天后污染物浸出浓度（mg/L）30天后污染物浸出浓度（mg/L）40天后污染物浸出浓度（mg/L）污染物浸出毒性标准（mg/L）铅12.178.546.034.784.524.255实例2 ：称取质量百分比为30%的磷酸一铵、磷酸二铵、过磷酸钙，三者质量比为1.5:1:1.5；2%的氧化钙；68%的聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁及氯化亚铁，三者的质量比为2:1:1，利用球磨仪将上述原料充分粉碎混合，得到污染土壤重金属修复固化剂。取800g As污染土壤样品，磨碎，通过20目筛分后，经检测，污染土样中As的的浸出浓度含量为9.35 mg/L，加入18g的固化剂充分混合后；加入一定量的去离子水，使As污染土壤的含水率达到30%。根据HJ/T300-2007标准分别测土壤经固化7天、15天、23天、30天、40天浸出液中砷的浓度，其中浸提液固比为20:1（L/Kg）。40天后的修复效果满足GB5085.3-2007中规定的浸出液As浓度限值5 mg/L，固化剂对As污染土壤的修复效果见表2。表2 固化剂对As污染土壤的修复效果污染物污染物浸出浓度（mg/L）7天后污染物浸出浓度（mg/L）15天后污染浸出浓度（mg/L）23天后污染物浸出浓度（mg/L）30天后污染物浸出浓度（mg/L）40天后污染物浸出浓度（mg/L）危险废物浸出毒性标准（mg/L）砷9.354.52本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位修复重金属Pb、As污染土壤的方法，其特征在于固化剂制备方法如下：原料包括磷酸一铵、磷酸二铵、过磷酸钙、聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝铁、氯化亚铁、氧化钙，其中各组分的份数均为质量份数；磷酸一铵、磷酸二铵及过磷酸钙占固化剂总质量的30%～60%；聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁和氯化亚铁占固化剂总质量的37%～68%；氧化钙占固化剂总质量的1%～3%；其中磷酸一铵、磷酸二铵、过磷酸钙的质量比为1.3～1.7:0.9～1.2:0.5～2，聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁和氯化亚铁的质量比为1.5～2:0.5～1.6:0.6～1；将所有原料用球磨仪充分粉碎混合后即得到固化剂。

【技术特征摘要】
1.一种原位修复重金属Pb、As污染土壤的方法，其特征在于固化剂制备方法如下：原料包括磷酸一铵、磷酸二铵、过磷酸钙、聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝铁、氯化亚铁、氧化钙，其中各组分的份数均为质量份数；磷酸一铵、磷酸二铵及过磷酸钙占固化剂总质量的30%～60%；聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁和氯化亚...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文辉，张定兵，万亚珍，梅丹丹，谷守玉，
申请(专利权)人：郑州大学，河南力浮科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41