一种砷污染土壤修复的固化‑稳定化药剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种砷污染土壤修复的固化‑稳定化药剂，包括以下重量百分比的组分：氧化剂10～15％；固化剂20～40％；稳定剂22～45％；添加剂10～35％；增效剂3～8％。本发明专利技术通过改变砷的存在形态，通过氧化还原、沉淀和吸附作用使固定在土壤中，并使之化学性质稳定化，降低其迁移性和生物可利用性，所述5种协同增效的作用，修复效果好。本发明专利技术将所述药剂处理砷污染土壤进行修复，砷渣样品浸出液总砷浓度为294mg/L，pH值为7.5，处理后浸出液总砷浓度为2.3mg/L，pH值为5.0，砷固定率高达99.86％，同时达到了《危险废物填埋污染控制标准》规定的2.5mg/L修复标准。

【技术实现步骤摘要】
一种砷污染土壤修复的固化-稳定化药剂及其制备方法和应用
本专利技术属于土壤修复
，具体涉及一种砷污染土壤修复的固化-稳定化药剂及其制备方法和应用。
技术介绍
世界范围内土壤砷污染普遍存在，例如，在天然矿物中，常见的含砷矿物有：砷黄铁矿/毒砂(FeAsS)、斜方石砷铁矿(FeAs2)、雄黄(As2S3)、雌黄(As2S3)、硫砷铜矿(Cu3AsS4)、辉砷钴矿(CoAsS)、辉砷镍矿(NiAsS)等。这些含砷矿物常伴生在金属硫化矿中，在矿产的开采加工过程中也有大量的砷残留到土壤中。我国锑矿大都含有砷、锑冶炼精炼过程中加纯碱除砷时产生的除砷浮渣和其还原产生的二次砷碱渣，统称为砷碱渣。砷碱渣中砷的平均含量为1％～2％，其主要成份为砷酸钠、锑酸钠以及碳酸钠等。由于砷碱渣中的砷以砷酸钠形式存在，剧毒且易溶于水，因此不宜露天存放。目前，全国砷渣的堆存量已高达20多万吨，并且每年的产生量在0.5～1万吨左右。另外，硫酸是一种重要的基本化工原料，我国的硫铁矿资源丰富，在很长一段时间里，我国的硫酸工业以硫铁矿制酸为主。硫铁矿中含砷量高，而且冶炼过程中又无砷回收措施，加上砷在酸性废水(pH约2～3)中溶解度大，因而其含砷量可高达每升数千毫克。因此，农业环境中土壤砷主要来源于成土母质，而外源沾污或污染主要为矿山开采与冶炼、煤和石油的燃烧、含砷农药与化肥等人为活动。由于砷污染物在土壤中的残留及其毒副作用严重威胁着人类健康，导致土壤砷污染物的影响收到人们极大的关注。土壤砷污染的控制和修复是环境工作者的重要研究课题。目前常用的砷污染物土壤修改方法，包括土壤改良剂法、化学淋洗法和生物修复技术。化学淋洗法成本较大，易造成二次污染，同时易破坏土壤结构。生物修复技术是利用生物(微生物、植物)作用消减、净化土壤中砷或改变砷的形态，例如，陈同斌等人报道了采用植物蜈蚣草能够在高度砷污染的土壤中生长，并且富集土壤中的砷到植物的地上部分，该方法尽管取得了砷污染土壤的修复的重大突破，但是在进行大规模的土壤修复工作中受到限制，并且还存在修复周期长、工作繁琐的问题。另外，处理富集机理修复土壤外，还能利用微生物将沸点较低的有机化物挥发到大气中，从而除去土壤中的重金属，例如Terry等利用微生物和植物将Se转化为生物毒性较低的气态形式，挥发到大气中。然而虽然上述方案除去了土壤中的重金属，但是增加了大气中重金属的含量，造成了大气污染，没有解决根本问题。土壤改良剂法目前是较为普遍的一种土壤修复方法，但是国外进口的商业化修复药剂通常价格昂贵，不适合大规模推广；而国内的土壤修复药剂产品较少，同时修复效果显著，例如公开号为CN106190163公开了一种砷污染土壤修复剂，对污染土壤治理后土壤砷的固定率达到75％～86.6％，但是所述修复剂适用的范围是砷污染度不高土壤修复中，对重度砷污染的土壤修复能力是否效果显著未可知。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种砷污染土壤修复的固化-稳定化药剂及其制备方法和应用，所述固化/稳定化药剂对砷重度污染的土壤具有较好的修复效果。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供一种砷污染土壤修复的固化-稳定化药剂，包括以下重量百分比的组分：氧化剂为10～15％；固化剂为20～40％；稳定剂为22～45％；添加剂为10～35％；增效剂为3～8％。优选的，包括以下量百分比的组分：氧化剂为12～14％；固化剂为25～35％；稳定剂为30～40％；添加剂为20～30％；增效剂为5～7％；优选的，包括以下量百分比的组分：氧化剂为13％；固化剂为30％；稳定剂为35％；添加剂为25％；增效剂为6％。优选的，所述氧化剂为镁石灰、石灰、硅藻土和硅藻石中一种、二种或三种。优选的，所述固化剂为水泥、飞灰、铁氧化物、钢渣、泥浆聚合物和粉煤灰中一种或多种。优选的，所述稳定剂为三氯化铁、硫代硫酸钠、亚硝酸氢钠和二氧化硫的一种或多种。优选的，所述添加剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铁和氯化亚铁的一种或多种。优选的，所述增效剂为聚天冬氨酸、茶皂素、松节油衍生物和腐殖酸的一种或多种。本专利技术提供了所述的固化/稳定化药剂的制备方法，包括以下步骤：将氧化剂、固化剂、稳定化、添加剂、增效剂进行粉碎成粒径为40～100目的粉末，搅拌，得到固化/稳定化药剂。本专利技术提供了所述固化-稳定化药剂在砷污染土壤修复中的应用。本专利技术提供的一种砷污染土壤修复的固化-稳定化药剂，包括以下重量百分比的组分：氧化剂为10～15％；固化剂为20～40％；稳定剂为22～45％；添加剂为10～35％；增效剂为3～8％。本专利技术通过投加药剂，改变砷在土壤中存在的形态，通过氧化还原、沉淀和吸附作用使其固定在土壤中，并使之化学性质稳定化，降低其迁移性和生物可利用性，所述5种协同增效的作用，修复效果好。本专利技术将所述固化/稳定化药剂处理砷污染土壤进行修复，砷渣样品浸出液总砷浓度为294mg/L，pH值为7.5，处理后浸出液总砷浓度为2.3mg/L，pH值为5.0，达到了《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2001)规定的2.5mg/L修复标准。具体实施方式本专利技术提供了一种砷污染土壤修复的固化-稳定化药剂，包括以下质量百分比的组分：氧化剂为10～15％；固化剂为20～40％；稳定剂为22～45％；添加剂为10～35％；增效剂为3～8％。本专利技术提供的固化-稳定化药剂包括氧化剂。所述氧化剂的质量百分比为10～15％，优选为12～14％，更优选为13％。所述氧化剂优选为镁石灰、石灰、硅藻土和硅藻石中一种或多种。所述多种为二种或三种。当所述氧化剂为二种时，优选为石灰和硅藻土。所述石灰和硅藻土的质量比优选为0.5～2:0.5:～2。当所述氧化剂为三种时，优选为石灰、硅藻土和硅藻石。所述石灰、硅藻土和硅藻石的质量比优选为0.5～2：0.5～2：0.5～2。本专利技术中，所述氧化剂的作用是将固体废物中可以发生价态变化的某些有毒有害组分通过氧化还原反应转化为无毒/低毒化学性质稳定的组分，例如As3+氧化为As5+。本专利技术提供的固化-稳定化药剂包括固化剂。所述固化剂的质量百分比为20～40％，优选为25～35％，更优选为30％。所述固化剂优选为水泥、飞灰、铁氧化物、钢渣、泥浆聚合物和粉煤灰中一种或多种。所述多种具体包括二种、三种、四种或五种。当固化剂为二种时，优选为铁氧化物和钢渣。所述铁氧化物和钢渣的质量比优选为1～3：1～3。当固化剂为三种时，优选为水泥、飞灰和铁氧化物。所述水泥、飞灰和铁氧化物的质量比优选为1～3:1:3：1～3。当固化剂为四种时，优选为铁氧化物、钢渣、泥浆聚合物和粉煤灰。所述铁氧化物、钢渣、泥浆聚合物和粉煤灰的质量比优选为1.5～2：2.0～3.0：1.0～2.0：0.5～2.0。本专利技术中，所述固化剂的作用是固化剂与废物中的水分或另外添加的水分发生水化反应生成凝胶，将废物中的有害微粒分别包容起来，并逐步硬化成固化体，例如在处理含砷废渣是就是采用水泥将其固化。本专利技术提供的固化-稳定化药剂包括稳定剂。所述稳定剂质量百分比为30～40％，更优选为35％。所述稳定剂优选为三氯化铁、硫代硫酸钠、亚硝酸氢钠和二氧化硫的一种或多种。所述多种具体为二种、三种或四种、当稳定剂为二种时，优选为硫代硫酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种砷污染土壤修复用固化‑稳定化药剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：氧化剂为10～15％；固化剂为20～40％；稳定剂为22～45％；添加剂为10～35％；增效剂为3～8％。

【技术特征摘要】
1.一种砷污染土壤修复用固化-稳定化药剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：氧化剂为10～15％；固化剂为20～40％；稳定剂为22～45％；添加剂为10～35％；增效剂为3～8％。2.根据权利要求1所述的固化-稳定化药剂，其特征在于，包括以下量百分比的组分：氧化剂为12～14％；固化剂为25～35％；稳定剂为30～40％；添加剂为20～30％；增效剂为5～7％。3.根据权利要求2所述的固化-稳定化药剂，其特征在于，包括以下量百分比的组分：氧化剂为13％；固化剂为30％；稳定剂为35％；添加剂为25％；增效剂为6％。4.根据权利要求1～3任意一项所述的固化-稳定化药剂，其特征在于，所述氧化剂为镁石灰、石灰、硅藻土和硅藻石中一种或多种。5.根据权利要求1～3任意一项所述的固化-稳定化药剂，其特征在于，所述固化剂为水泥、飞灰、铁氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：游建军，钟儒波，胡志鑫，曾睿，唐传祥，陈丹，
申请(专利权)人：湖南艾布鲁环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43