一种基于生石灰-铁盐混合稳定剂的砷污染土壤修复方法技术

本发明专利技术公开了一种基于生石灰

【技术实现步骤摘要】
一种基于生石灰
‑
铁盐混合稳定剂的砷污染土壤修复方法


[0001]本专利技术涉及砷污染土壤治理
，具体是涉及一种基于生石灰
‑
铁盐混合稳定剂的砷污染土壤修复方法。

技术介绍

[0002]砷是自然界中的一种常见元素，分布广泛，砷的化合物在化工、农业合金等领域有着广泛的应用。然而随着科技水平的进步，砷污染也成为了人们日益关注的问题，砷的化合物大多都属于有毒有害物质，一旦发生泄露，会对土壤及水资源造成大范围的伤害，需要采取紧急措施避免污染扩大或者对受到污染的土壤或水资源及时进行处理。
[0003]我国约有16％的土壤收到了污染，其中，砷做为主要污染物，超标率达到了5％，受到不同程度污染的耕地达到了2000万公顷，且存在着复合污染等一些列问题，给农业生产和人们生活带来了巨大的阻碍。此外，砷污染不同于一般污染或重金属污染，砷在土壤中垂向上的分布为呈现出逐渐升高的趋势，浓度最高的位置一般在地面以下1.5m左右。
[0004]现有的土壤污染治理装置及治理方法一般很少有神对砷污染的分布做出调整，因此，治理效果也不理想，不论是原位土壤修复方法还是以为土壤修复方法，其土壤修复效果均比较有限。
[0005]专利CN104043645B公开了一种砷污染土修复方法，属于环境工程
该修复方法包括对砷污染土中砷的一次稳定、二次稳定、砷污染土固化，通过添加氯化铁，使土壤中的三价砷氧化成低毒性的五价砷，生成铁砷沉淀而实现砷的一次稳定，采用电石渣，通过形成钙砷沉淀而实现砷的二次稳定，采用磷酸镁水泥对砷污染土进行固化，提高了砷污染土固化体强度，使砷污染物钝化。该方法通过对砷污染土进行两次稳定，降低了污染土中砷的环境风险，保证了处理效果，磷酸镁水泥固化进一步增强了砷污染土抗环境侵蚀的能力，该方法具有无二次污染、成本低廉及资源利用率高等特点。但是实际生产过程中该方法较为繁琐，也变相增加了时间成本，且去除效果不完全彻底，容易留下砷残留带来安全隐患。

技术实现思路

[0006]针对上述存在的问题，本专利技术提供了一种基于生石灰
‑
铁盐混合稳定剂的砷污染土壤修复方法。
[0007]本专利技术的技术方案是：
[0008]一种基于生石灰
‑
铁盐混合稳定剂的砷污染土壤修复方法，包括以下步骤：
[0009]S1、土壤提取：对土壤中的砷污染程度进行检测，提取不同深度的土壤，首先提取位于地表至地面以下0.3～0.5m深度范围内的表层土壤，随后提取表层土壤至地面以下1m深度范围内的中层土壤，最后提取中层土壤至地面以下1.5～1.8m深度范围内的深层土壤；
[0010]S2、土壤预处理：将3部分土壤样品分开保存，晾晒风干至含水率低于3％，粉碎机碾碎至土壤粒径0＜r≤3mm；
[0011]S3、生石灰拌入：将生石灰均匀拌入3部分土壤样品中，拌入的生石灰的量为土壤质量的1.5％
‑
3％，并向土壤中加入NH3·
H20调节土壤pH值为8.5
‑
9.5；
[0012]S4、铁盐制备：取1重量份的FeCl3·
6H20粉末溶于7
‑
9重量份的去离子水中，机械搅拌均匀得到FeCl3·
6H20溶液，将1.5
‑
1.8重量份的(NH4)2HPO4粉末溶于11
‑
13重量份的去离子水中，电磁搅拌均匀得到(NH4)2HPO4溶液，将(NH4)2HPO4溶液逐步滴加到FeCl3·
6H20溶液中，同时机械搅拌并升温至42
‑
45℃，滴加完毕后将混合溶液放入超声微波萃取仪中，在超声功率150W、微波功率500W、温度90
‑
95℃，超声处理采用间歇式超声处理，15
‑
20min后过滤后，将得到的固体产物清洗烘干得到铁盐；
[0013]S5、土壤修复：将步骤S4中制备的铁盐均匀拌入3部分土壤样品中，其中，表层土壤中拌入的铁盐的量为土壤质量的0.5％，中层土壤中拌入的铁盐的量为土壤质量的1
‑
1.5％，深层土壤中拌入的铁盐的量为土壤质量的2
‑
2.5％，将拌入铁盐的土壤样品平铺置于空气湿度为75
‑
80％的室内淋溶盘上，向土壤中补充水分保持土壤中含水率为15
‑
20％，并收集土壤淋溶液，检测土壤淋溶液中砷元素含量；
[0014]S6、土壤复位：将修复后的表层土壤放置在最深层，将修复后的中层土壤放置在中层，在中层土壤上方放置0.02m厚度的锰改性生物炭，将修复后的深层土壤放置在锰改性生物炭上方作为新的表层土壤；
[0015]S7、植物辅助修复：在新的表层土壤上种植菌菇类植物，一个生长周期后采集，同时部分收集菌菇类植物根部附着的土壤，并将采集到的菌菇类植物及土壤碾碎后加水混合得到菌菇土壤混合悬液，将菌菇土壤混合悬液中的砷元素去除。
[0016]进一步的，所述步骤S4中机械搅拌的方式为电动搅拌机搅拌，搅拌速度为200
‑
300r/min。能够确保搅拌均匀。
[0017]进一步的，所述步骤S4中间歇式超声处理间歇间隔为2S，一次超声时间为5s。通过超声辅助处理能够进一步提高生石灰
‑
铁盐对土壤中砷的吸附效果。
[0018]进一步的，所述步骤S4中过滤后，将得到的固体产物使用无水乙醇清洗3次，每次清洗后在40
‑
50℃温度下干燥。确保将杂质去除并提高铁盐的纯度。
[0019]进一步的，所述步骤S5中补充的水为去离子水，补充水分的方式为喷雾器喷雾补水，使补水效果更好更加均匀，又避免了土壤流失。
[0020]进一步的，所述步骤S6中锰改性生物炭的制备方法为：称取5重量份的玉米秸秆粉末，置于管式炉中在480
‑
500℃条件下一次热解20min，随后将一次热解后得到的玉米秸秆生物炭，在18重量份浓度为20％的KMnO4溶液中浸泡24h，抽滤后得到固体样品，置于75
‑
80℃烘箱中烘干6
‑
8h，研磨过40目筛网，随后在570
‑
600℃温度下二次热解30min，得到锰改性生物炭，锰负载后的生物炭能够进一步提高对土壤中砷元素的吸附去除效果，并且易降解不会对土壤环境产生二次污染。
[0021]进一步的，所述步骤S7中菌菇类植物为双环蘑菇或皱环球盖菇，该种菌菇在生长过程中能够吸收土壤中的砷元素并将土壤中的砷元素富集在根部。
[0022]进一步的，所述步骤S7中将取到的土壤及菌菇碾碎后加入自来水，加入的自来水与土壤及菌菇质量比为1：1，搅拌得到菌菇土壤悬液，采用电化学处理将菌菇浆液中的砷元素去除，提高了菌菇土壤悬液中砷元素的去除效果，且去除砷元素后的菌菇土壤悬液能够作为良好的植物培养液使用。
[0023]更进一步的，所述电化学处理的方法为：
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于生石灰
‑
铁盐混合稳定剂的砷污染土壤修复方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、土壤提取：对土壤中的砷污染程度进行检测，提取不同深度的土壤，首先提取位于地表至地面以下0.3～0.5m深度范围内的表层土壤，随后提取表层土壤至地面以下1m深度范围内的中层土壤，最后提取中层土壤至地面以下1.5～1.8m深度范围内的深层土壤；S2、土壤预处理：将3部分土壤样品分开保存，晾晒风干至含水率低于3％，粉碎机碾碎至土壤粒径0＜r≤3mm；S3、生石灰拌入：将生石灰均匀拌入3部分土壤样品中，拌入的生石灰的量为土壤质量的1.5％
‑
3％，并向土壤中加入NH3·
H20调节土壤pH值为8.5
‑
9.5；S4、铁盐制备：取1重量份的FeCl3·
6H20粉末溶于7
‑
9重量份的去离子水中，机械搅拌均匀得到FeCl3·
6H20溶液，将1.5
‑
1.8重量份的(NH4)2HPO4粉末溶于11
‑
13重量份的去离子水中，电磁搅拌均匀得到(NH4)2HPO4溶液，将(NH4)2HPO4溶液逐步滴加到FeCl3·
6H20溶液中，同时机械搅拌并升温至42
‑
45℃，滴加完毕后将混合溶液放入超声微波萃取仪中，在超声功率150W、微波功率500W、温度90
‑
95℃，超声处理采用间歇式超声处理，15
‑
20min后过滤，将得到的固体产物清洗烘干得到铁盐；S5、土壤修复：将步骤S4中制备的铁盐均匀拌入3部分土壤样品中，其中，表层土壤中拌入的铁盐的量为土壤质量的0.5％，中层土壤中拌入的铁盐的量为土壤质量的1
‑
1.5％，深层土壤中拌入的铁盐的量为土壤质量的2
‑
2.5％，将拌入铁盐的土壤样品平铺置于空气湿度为75
‑
80％的室内淋溶盘上，向土壤中补充水分保持土壤中含水率为15
‑
20％，并收集土壤淋溶液，检测土壤淋溶液中砷元素含量；S6、土壤复位：将修复后的表层土壤放置在最深层，将修复后的中层土壤放置在中层，在中层土壤上方放置0.02m厚度的锰改性生物炭，将修复后的深层土壤放置在锰改性生物炭上方作为新的表层土壤；S7、植物辅助修复：在新的表层土壤上种植菌菇类植物，一个生长周期后采集，同时部分收集菌菇类植物根部附着的土壤，并将采集到的菌菇类植物及土壤碾碎后加水混合得到菌菇土壤混合悬液，将菌菇土壤混合悬液中的砷元素去除。2.根据权利要求1所述的一种基于生石灰
‑
铁盐混合稳定剂的砷污染土...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓绍坡，吴运金，李群，王祥，赵远超，万金忠，周艳，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：