一种土壤修复剂及制备方法与在降低砷污染中的应用技术

本发明专利技术公开了一种土壤修复剂及制备方法与在降低砷污染中的应用，其制备方法为将赤泥、黄腐酸铁、钠铁乙二胺四乙酸经钛白粉生产废酸活化后的混合浆料干燥后与磷石膏混合，即得。该修复剂能够同时降低砷的生态毒性、浸出毒性，还能降低修复土壤的水动力弥散系数，降低修复土壤对周围土壤和水体环境的危害。低修复土壤对周围土壤和水体环境的危害。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤修复剂及制备方法与在降低砷污染中的应用


[0001]本专利技术涉及环境工程、岩土工程及水文地质工程领域，具体涉及一种土壤修复剂及制备方法与在降低砷污染中的应用。

技术介绍

[0002]砷是一种剧毒金属，对生态环境构成高风险。据2014年发布的全国土壤环境质量调查显示，2.7％的土壤样品被砷污染。砷在土壤中的迁移性很高，极易通过地下水向周围环境传播。饮用砷污染的地下水是土壤中砷进入人体的主要途径。因此需要降低砷污染土壤的浸出毒性，进而降低砷污染土壤生态危害。同时，砷污染土壤水动力弥散系数是控制砷在地下水传播过程的关键参数之一，因此降低砷污染土壤水动力弥散系数是削减及治理土壤砷污染的有效办法。
[0003]目前砷污染土壤稳定化主要是添加功能性修复剂，使土壤中非稳定态砷被吸附并且沉淀下来，改变砷的赋存方式，最终降低砷的浸出毒性与生态环境风险。传统的处理砷污染土壤的水泥、石灰等材料通过吸附包裹作用、孔隙进行填充作用降低污染土壤的孔隙连通度，减弱砷污染物的迁移能力，但水泥、石灰等材料对砷的化学形态转化的促进作用较差。大量研究成果表明，三价砷比五价砷毒性大，约为60倍，因此将三价砷氧化成五价砷是降低砷污染土壤环境风险的关键。含铁材料凭借其与砷污染物亲和能力强的优势，应用到砷污染土壤的修复。然而，目前普遍采用的硫酸铁、氯化铁、聚合硫酸铁等材料虽然能够将三价砷氧化成五价砷并降低砷的浸出浓度，但是也存在如下缺点：(1)局限于砷浓度较低的农业耕种用地，而对于工业污染场地中的高浓度砷污染土壤修复效果较差；(2)硫酸铁、氯化铁、聚合硫酸铁等材料在污染土壤中几乎不生成胶凝产物，对污染土壤的填充作用并不明显，因此在修复土壤或者修复场地再利用的长效性较差；(3)修复土壤或者场地安全再利用环境中存在显著的酸碱环境波动，而硫酸铁、氯化铁、聚合硫酸铁等材料修复砷污染土壤的酸缓冲能力不佳，增加修复土壤的环境风险；(4)硫酸铁、氯化铁、聚合硫酸铁等材料的生产需要消耗大量的不可再生矿物，修复剂的可持续性差。
[0004]综上所述，传统的水泥基、含铁修复剂存在诸多缺陷，寻找能够应用于高浓度砷污染土壤，同时修复成本低廉、性能稳定、材料来源广泛且环境友好的新型修复剂成为环保科技工作者关注的焦点。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种土壤修复剂及制备方法。
[0006]本专利技术还要解决的技术问题是提供上述土壤修复剂在降低砷污染中的应用。
[0007]为了解决上述第一个技术问题，本专利技术公开了一种土壤修复剂及制备方法，将赤泥、黄腐酸铁、钠铁乙二胺四乙酸经钛白粉生产废酸活化后的混合浆料干燥后与磷石膏混合，即得。
[0008]其中，所述赤泥、黄腐酸铁、钠铁乙二胺四乙酸分别占三种组分总质量的20％
‑
80％、5％
‑
60％和3％
‑
50％；优选地，所述赤泥、黄腐酸铁、钠铁乙二胺四乙酸分别占三种组分总质量的40％
‑
60％、10％
‑
60％、7％
‑
30％；进一步优选地，所述赤泥、黄腐酸铁、钠铁乙二胺四乙酸分别占三种组分总质量的50％、40％、10％。
[0009]其中，所述赤泥、黄腐酸铁、钠铁乙二胺四乙酸三种组分总质量与钛白粉生产废酸的固液比为(0.5
‑
3)g：1mL；优选地，所述赤泥、黄腐酸铁、钠铁乙二胺四乙酸三者与酸的固液比为(1
‑
2)g：1mL。
[0010]其中，所述磷石膏由以下方法制备而成：过200目筛的磷石膏粉在45
‑
60℃条件下烘至含水率低于1
‑
3％。
[0011]其中，所述混合浆料干燥后与磷石膏的质量比为(1
‑
5)：1；优选地，所述混合浆料干燥后与磷石膏的质量比为(2
‑
3)：1。
[0012]其中，所述赤泥的粒径为75μm以下，所述赤泥为拜耳法生产氧化铝工艺产生的含铝废渣，并由以下方法加工而成：过200目筛的赤泥粉在105
‑
125℃条件下烘至含水率低于1
‑
3％。
[0013]其中，所述黄腐酸铁中氧化铁的质量含量为5％以上。
[0014]其中，所述钠铁乙二胺四乙酸中氧化铁的质量含量为13％以上。
[0015]其中，所述钛白粉生产废酸的pH值在3.0
‑
5.0之间。
[0016]其中，所述混合浆料溶解后、静置再干燥；优选地，所述溶解为在微波下溶解；优选地，所述静置的时间为12小时以上；进一步优选地，所述静置的时间为12
‑
24小时；更进一步优选地，所述静置的时间为18小时以上。
[0017]其中，所述干燥为将混合浆料于氮气和氧气的混合气体下干燥；优选地，所述混合气体中氧气的体积含量为20％
‑
35％；优选地，所述混合气体的温度为100
‑
150℃；优选地，将混合浆料于流通床上，通入混合气体，进行干燥。
[0018]为了解决上述第二个技术问题，本专利技术公开了上述修复剂在降低砷污染中的应用，所述修复剂为上述方法制得；优选地，所述修复剂降低土壤中的砷；进一步优选地，污染土壤中砷含量为1200
‑
2400mg/kg，修复剂掺量在0.1％
‑
12％(占污染土壤干重)；更进一步优选地，污染土壤中砷含量为1800mg/kg，修复剂掺量在0.1％
‑
12％(占污染土壤干重)；再更进一步优选地，污染土壤中砷含量为1800mg/kg，修复剂掺量在2％
‑
12％(占污染土壤干重)；再更进一步优选地，污染土壤中砷含量为1800mg/kg，修复剂掺量在4％
‑
10％(占污染土壤干重)；再更进一步优选地，污染土壤中砷含量为1800mg/kg，修复剂掺量在6％
‑
10％(占污染土壤干重)；再更进一步优选地，污染土壤中砷含量为1800mg/kg，修复剂掺量在8％
‑
10％(占污染土壤干重)。
[0019]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下优势：
[0020](1)对高浓度砷污染土壤的修复效果优越，可用于砷污染浓度超出第二类建设用地土壤污染风险筛选值的20倍的砷污染土壤。
[0021](2)能够同时降低砷的生态毒性、浸出毒性，还能降低修复土壤的水动力弥散系数，降低修复土壤对周围土壤和水体环境的危害。
[0022](3)修复土壤酸碱缓冲能力极强，增加修复土壤的长效性。
具体实施方式
[0023]下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0024]下述实施例中所述赤泥取自某氧化铝生产堆场，堆积时间在7天以内；黄腐酸铁、钠铁乙二胺四乙酸均为工业级成品。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种修复剂的制备方法，其特征在于，将赤泥、黄腐酸铁、钠铁乙二胺四乙酸经钛白粉生产废酸活化后的混合浆料干燥后与磷石膏混合，即得。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述赤泥、黄腐酸铁、钠铁乙二胺四乙酸分别占三种组分总质量的20％
‑
80％、5％
‑
60％和3％
‑
50％。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述赤泥、黄腐酸铁、钠铁乙二胺四乙酸三种组分总质量与钛白粉生产废酸的固液比为(0.5
‑
3)g：1mL。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述混合浆料干燥后与磷石膏的质量比为(1
‑
5)：1。5.根据权利要求1所述方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王水，冯亚松，辜建强，傅博文，潘月，蒋林惠，王海鑫，
申请(专利权)人：江苏省环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：