一种砷污染土壤修复结构和修复方法技术

本发明专利技术公开了一种砷污染土壤修复结构和修复方法，该砷污染土壤修复结构包括阻隔墙，阻隔墙围合形成隔离区；隔离区内从下至上依次设有第一修复层、隔离疏水层、吸附层、第二修复层，第一修复层的材料为总砷含量大于500mg/kg且砷浸出毒性大于0.5mg/L的重度砷污染土壤经稳定化修复所得土壤；第二修复层的材料为总砷含量小于500mg/kg的中轻度砷污染土壤经淋洗修复所得土壤，和/或中轻度砷污染土壤经淋洗修复和改性处理所得土壤；改性处理包括砷稳定化处理和/或土壤pH调节处理。通过以上方式，本发明专利技术砷污染土壤修复结构可使砷污染土壤的修复周期大大缩短，修复效果好，持久性和稳定性强，且修复成本低。

A remediation structure and method for arsenic-contaminated soil

The invention discloses a remediation structure and a remediation method for arsenic-contaminated soil. The remediation structure of arsenic-contaminated soil includes a barrier wall enclosed to form an isolation zone; the first remediation layer, an isolation hydrophobic layer, an adsorption layer and a second remediation layer are arranged from bottom to top. The material of the first remediation layer is heavy arsenic with total arsenic content greater than 500 mg/kg and arsenic leaching toxicity greater than 0.5 mg/L. The second remediation layer consists of medium and light arsenic contaminated soil with total arsenic content less than 500 mg/kg, and/or medium and light arsenic contaminated soil with leaching remediation and modification. Modification treatment includes arsenic stabilization treatment and/or soil pH regulation treatment. By the above way, the arsenic-contaminated soil remediation structure of the invention can greatly shorten the remediation period of the arsenic-contaminated soil, has good remediation effect, strong persistence and stability, and has low remediation cost.

【技术实现步骤摘要】
一种砷污染土壤修复结构和修复方法
本专利技术涉及土壤修复
，具体涉及一种砷污染土壤修复结构和修复方法。
技术介绍
砷被世界卫生组织(WHO)和美国环保局(EPA)定级为一种已知人类致癌物质，人体长期暴露砷可导致皮肤癌和肾、肝、膀胱等内脏器官的癌变。土壤砷污染已经成为人们普遍关注的环境污染问题之一。针对砷污染土壤修复，目前常用的方法为固化/稳定化修复、化学淋洗修复或植物修复。其中，固化/稳定化修复成本低，但只能降低砷浸出毒性，不能降低砷总量，在条件改变下，土壤砷浸出毒性可能会反升，造成修复效果不稳定；化学淋洗修复周期短，且可以降低砷总量，修复彻底，但其修复成本相对于固化/稳定化技术高，且存在淋洗废液处理问题；植物修复具有成本低，且可获得景观效果的优点，但其修复周期长，污染重的土壤其修复周期长达上百年，远远无法满足城市化快速发展的要求。这些常规的砷污染土壤修复方法在修复达标的基础上无法同时满足修复周期、修复成本、修复持久性的要求。因此，随着国家对土壤污染的重视，及城市化快速发展的步伐，迫切需要寻求一种修复周期短、修复成本低、修复效果好且持久性强的砷污染土壤修复方案。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种砷污染土壤修复结构和修复方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种砷污染土壤修复结构，包括：阻隔墙，所述阻隔墙围合形成隔离区；所述隔离区内从下至上依次设有第一修复层、隔离疏水层、吸附层、第二修复层；所述第一修复层的材料为重度砷污染土壤经稳定化修复所得土壤，所述重度砷污染土壤为总砷含量大于500mg/kg且砷浸出毒性大于0.5mg/L的土壤；所述第二修复层的材料为中轻度砷污染土壤经淋洗修复所得土壤，和/或中轻度砷污染土壤经淋洗修复和改性处理所得土壤；所述中轻度砷污染土壤为总砷含量小于500mg/kg的土壤；所述改性处理包括砷稳定化处理和/或土壤pH调节处理。优选地，所述隔离疏水层的厚度为15～20cm；所述吸附层的厚度为20～40cm；所述第二修复层的厚度为1.0～1.5m。优选地，所述第二修复层上还设有改良层，所述改良层上栽种有修复植物；所述改良层的材料为中轻度砷污染土壤经淋洗修复、改性处理和改良处理所得土壤。改良层的厚度一般为15-20cm，修复植物优选为常绿植物。通过设置改良层以及在改良层上栽种植物，以进一步进行植物修复，成本低，且可获得景观效果。优选地，所述重度砷污染土壤经稳定化修复所得土壤的砷浸出毒性符合污水综合排放标准(GB8978-1996)，即小于或等于0.5mg/L；所述中轻度砷污染土壤经淋洗修复所得土壤的总砷量符合绿化种植土壤标准(CJ/T340-2016)，即小于或等于55mg/kg；所述中轻度砷污染土壤经淋洗修复和改性处理所得土壤的pH符合绿化种植土壤标准(CJ/T340-2016)，砷浸出毒性符合污水综合排放标准(GB8978-1996)。本专利技术还提供了一种砷污染土壤修复方法，包括以下步骤：S1、在砷污染土壤填埋处设置填埋凹槽，在所述填埋凹槽的内侧壁上设置阻隔墙，所述阻隔墙围合形成隔离区；将砷污染土壤划分为重度砷污染土壤和中轻度砷污染土壤，所述重度砷污染土壤为总砷含量大于500mg/kg且砷浸出毒性大于0.5mg/L的土壤；所述中轻度砷污染土壤为总砷含量小于500mg/kg的土壤；S2、向重度砷污染土壤中添加砷稳定剂进行稳定化修复，而后填埋至所述隔离区，形成第一修复层；S3、在所述第一修复层上设置隔离疏水层；在所述隔离疏水层上设置吸附层；S4、向中轻度砷污染土壤中添加淋洗剂进行淋洗修复，而后填埋于所述吸附层上，形成第二修复层。优选地，所述砷污染土壤修复方法还可包括：向对所述第二修复层的表层土壤中添加有机肥进行改良，形成改良层，再在所述改良层上种植修复植物；有机肥可采用枯枝落叶堆肥或蘑菇渣肥，有机肥的添加量优选为改良层土壤体积的15％～30％，进行改良的第二修复层的表层土壤厚度一般为15～20cm。通过采用有机肥对第二修复层的表层土壤进行修复，增加土壤的肥力，以利于修复植物的生长。修复植物优选采用常绿植物，可避免植物吸收的砷随落叶重新进入土壤中，产生二次污染。步骤S1中，在砷污染土壤填埋处所设置的填埋凹槽的底部设于土壤隔水层(隔水层一般为重力水流不能透过的土层或岩层)；阻隔墙设置于填埋凹槽的内侧壁上且向下延伸至土壤隔水层，向上延伸至高于土壤表面，阻隔墙围合成隔离区，隔离区与四周隔离，以使向其内部填充污染土壤时，填埋的污染土壤与周围土壤隔离。阻隔墙的材料可为钢筋混凝土材料，阻隔墙的厚度范围一般为10～30cm。步骤S2中，一般对重度砷污染土壤进行稳定化修复直至土壤砷浸出毒性符合污水综合排放标准(GB8978-1996)。具体地，可将砷稳定剂加入土壤中，与土壤搅拌混匀后，加水保持土壤含水率约35％，搅拌均匀后，养护7～14天，取样，测土壤砷浸出毒性，若土壤砷浸出毒性大于污水综合排放标准(GB8978-1996)的限值(0.5mg/L)，则继续添加砷稳定剂进行稳定化处理，直至取样测得的土壤砷浸出毒性符合污水综合排放标准。稳定化修复达标后的土壤填埋至隔离区，压实，形成第一修复层。稳定化修复过程所使用的砷稳定剂可选用硫酸亚铁，硫酸亚铁的添加量一般按与重度砷污染土壤的质量比0.5％～2.5％。步骤S3中，优选通过在所述隔离疏水层上铺填吸附剂设置吸附层，所述吸附剂为铁粉与石英砂的混合物；铁粉和石英砂的体积比优选为1:(80～120)。隔离疏水层的材料具体可选用卵石，优选采用粒径为0.5～3cm卵石。步骤S4中，一般向中轻度砷污染土壤加淋洗剂进行淋洗修复直至土壤总砷量达标，具体地，可将淋洗剂按照固液比为1g：(5～15)mL加入污染土壤中，淋洗2～3h，固液分离，收集淋洗液测砷浓度，并计算砷去除率，从去除率初步计算出土壤中残留的总砷量，若土壤总砷量大于绿化种植土壤标准(CJ/T340-2016)的限值，则继续淋洗，直至计算出的土壤总砷量低于绿化种植土壤标准(CJ/T340-2016)的限值，收集淋洗废液，并向土壤中再按固液比为1g：(5～15)mL加入清洁水，继续淋洗20～40min，固液分离，即得淋洗后总砷量达标的土壤。淋洗剂可采用水、草酸、草酸与硫脲的混合液、草酸与H2O2的混合液等，优选采用草酸和硫脲的混合液；进一步优选地，淋洗剂中草酸的质量浓度为0.9％～3.6％，硫脲的质量浓度为0.5％～1.5％。采用草酸和硫脲的混合液作为淋洗剂可利用硫脲将土壤中的As(Ⅴ)还原为As(Ⅲ)，而As(Ⅲ)的溶解能力大于As(Ⅴ)，从而可以大大提高淋洗效率。优选地，步骤S4中，在进行淋洗修复的过程中收集淋洗过程产生的废液，进行废液净化及循环利用处理。废液净化及循环利用过程具体可包括：先采用H2O2将废液中的As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)，而后添加硫酸亚铁、石灰粉、活性炭进行处理，待淋洗废液处理后的上清液重金属浓度和pH符合地表水Ⅳ类水标准后，即可抽提该上清液，该上清液可用于配制淋洗剂，也可用于对被污染土壤进行淋洗处理，从而实现淋洗废液的回收和循环利用。淋洗废液处理过程中产生的沉淀物送入危险废物填埋场进行安全处置。步骤S4中，向中轻度砷污染土壤中添加淋洗剂进行淋洗修复之后，优选还包括对修复后土壤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种砷污染土壤修复结构，其特征在于，包括：阻隔墙，所述阻隔墙围合形成隔离区；所述隔离区内从下至上依次设有第一修复层、隔离疏水层、吸附层、第二修复层；所述第一修复层的材料为重度砷污染土壤经稳定化修复所得土壤，所述重度砷污染土壤为总砷含量大于500mg/kg且砷浸出毒性大于0.5mg/L的土壤；所述第二修复层的材料为中轻度砷污染土壤经淋洗修复所得土壤，和/或中轻度砷污染土壤经淋洗修复和改性处理所得土壤；所述中轻度砷污染土壤为总砷含量小于500mg/kg的土壤；所述改性处理包括砷稳定化处理和/或土壤pH调节处理。

【技术特征摘要】
1.一种砷污染土壤修复结构，其特征在于，包括：阻隔墙，所述阻隔墙围合形成隔离区；所述隔离区内从下至上依次设有第一修复层、隔离疏水层、吸附层、第二修复层；所述第一修复层的材料为重度砷污染土壤经稳定化修复所得土壤，所述重度砷污染土壤为总砷含量大于500mg/kg且砷浸出毒性大于0.5mg/L的土壤；所述第二修复层的材料为中轻度砷污染土壤经淋洗修复所得土壤，和/或中轻度砷污染土壤经淋洗修复和改性处理所得土壤；所述中轻度砷污染土壤为总砷含量小于500mg/kg的土壤；所述改性处理包括砷稳定化处理和/或土壤pH调节处理。2.根据权利要求1所述的砷污染土壤修复结构，其特征在于，所述隔离疏水层的厚度为15～20cm；所述吸附层的厚度为20～40cm；所述第二修复层的厚度为1.0～1.5m。3.根据权利要求1或2所述的砷污染土壤修复结构，其特征在于，所述第二修复层上还设有改良层，所述改良层上栽种有修复植物；所述改良层为中轻度砷污染土壤经淋洗修复、改性处理和改良处理所得土壤。4.一种砷污染土壤修复方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在砷污染土壤填埋处设置填埋凹槽，在所述填埋凹槽的内侧壁上设置阻隔墙，所述阻隔墙围合形成隔离区；将砷污染土壤划分为重度砷污染土壤和中轻度砷污染土壤，所述重度砷污染土壤为总砷含量大于500mg/kg且砷浸出毒性大于0.5mg/L的土壤；所述中轻度砷污染土壤为总砷含量小于500mg/kg的土壤；S2、向重度砷污染土壤中添加砷稳定剂进行稳定化修复，而后填埋至所述隔离区，形成第一修复层；S3、在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晓燕，樊杜平，熊云武，梁鹏，王月玲，李诗刚，张静静，周凤飒，张波，
申请(专利权)人：深圳市铁汉生态环境股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44