【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污染土壤治理，具体涉及用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法。
技术介绍
1、目前，农用地土壤污染修复主要采用植物吸取、土壤重金属原位钝化、客土法、深翻法等技术。土壤重金属原位钝化技术是指向重金属污染土壤中加入钝化剂，通过调节土壤理化性质以及吸附、沉淀、离子交换、氧化-还原等一系列反应，将土壤中重金属转化成化学性能不活泼的形态，降低其生物有效性，从而阻止土壤重金属从农作物根部向地上部的迁移累积。土壤重金属原位钝化技术因对周边环境影响小、见效快等特点而被广泛采用。
2、中国专利cn 113828628b公开了一种镉砷污染土壤修复方法，包含三个步骤：步骤一，采用过碳酸钠氧化污染土壤，将毒性强、生物可利用性强的as(iii)氧化为as(v)；步骤二，加入fe2o3和钙基化合物吸附固定as(v)；步骤三，加入螯合剂3-巯丙基三甲氧基硅烷螯合吸附重金属离子镉。以此，通过三个步骤达到治理污染土壤中镉和砷的目的。显然，实际应用于大批量污染土壤治理时，三个混合、养护步骤将给人力、设备、资金投入带来较大负担，效率低、效益差。另外，3-巯丙基三甲氧基硅烷在钙基化合物营造的碱性土壤溶液中极易水解、缩聚，失去螯合效果，导致镉吸附效果差。如果取消步骤一，则治理效果不理想，尤其是对砷的稳定化效果较差。如果将步骤一与步骤二合并，过碳酸钠分解产生的co32-明显影响fe3+的吸附作用，以及镉与螯合剂的螯合作用，导致治理效果差。
3、申请号为202210435552.x的中国专利，公开了一种铁基改性纳米羟基磷灰石材料及其制
4、基于现有技术，铁盐对砷等阴离子污染物具有强烈的吸附作用，羟基磷灰石、磷酸盐等对各类重金属阳离子都具有较好的吸附或者沉淀作用，但采用铁盐、羟基磷灰石或磷酸盐等直接与污染土壤混合的一步法治理技术，铁盐在与阴离子污染物发生吸附作用前已经与羟基磷灰石或磷酸盐产生沉淀作用而失效，无法达到同时治理砷等阴离子污染物与重金属阳离子污染物的目的。
技术实现思路
1、鉴于目前重金属离子、砷复合污染土壤的治理存在的上述不足，本专利技术提供用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，通过简单的几个步骤，达到重金属离子、砷复合污染土壤治理的目的。
2、为达到上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
3、用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，包括以下步骤：
4、调整土壤酸碱度，并在碱性增加后，使得重金属离子砷酸盐溶解为重金属阳离子和砷酸根阴离子；
5、利用氧化剂氧化溶解出的砷酸根阴离子，将污染土壤中毒性较大的asiii氧化为毒性较低且被铁盐吸附的as v，利用水溶性铁盐在碱性土壤溶液中原位生成的絮状无定形fe(oh)3凝胶吸附溶解、氧化后的砷复合物；
6、利用磷酸类钙盐与溶解后活性增强后的重金属离子沉淀，使其转换为稳定态重金属离子复合物；
7、所述fe(oh)3凝胶吸附溶解、氧化后的砷复合物以及稳定态重金属离子复合物被养护埋藏于土壤中，以完成土壤治理。
8、进一步地，所述调整土壤酸碱度是通过加入cao，所述氧化剂包括水溶性铁盐和na2s2o8，所述氧化剂与cao预先混合到土壤中，经常温养护至第一设定时间后，再加入磷酸类钙盐常温养护至第二设定时间。
9、进一步地，所述水溶性铁盐、cao和na2s2o8混合物的摩尔比为1∶(2.5-3.5)∶0.02，其中水溶性铁盐以fe3+摩尔比计。
10、进一步地，所述步骤调整土壤酸碱度具体是通过cao与水作用，增加土壤碱性，至ph调整为9-13。
11、进一步地，所述水溶性铁盐为fecl3和/或fe2(so4)3。
12、进一步地，所述水溶性铁盐、cao和na2s2o8混合物的重量，为待处理污染土壤质量的0.2％-0.8％。
13、进一步地，还包括待处理污染土壤含水率的调整，具体为，在调整土壤酸碱度之前，调节待处理污染土壤含水率至20％-30％。
14、进一步地，所述磷酸类钙盐至少为ca(h2po4)2、ca(h2po4)2·cahpo4、ca10(po4)6(oh)2中的一种。
15、进一步地，所述磷酸类钙盐的用量以(po4)3-质量计，为待处理污染土壤质量的的0.14％～0.22％。
16、进一步地，所述步骤经常温养护至设定时间具体为覆盖塑料薄膜常温养护，第一设定时间具体为3-5天，第二设定时间具体为10-12天。
17、进一步地，所述重金属至少为铅、镉或铜中的一种。
18、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
19、1、土壤中水分作用下cao生成ca(oh)2，土壤碱性增加，促进重金属离子砷酸盐溶解为重金属阳离子和砷酸根阴离子，同时铁盐在碱性土壤溶液中生成絮状无定形fe(oh)3凝胶，表面积大，吸附能力强，能够强烈吸附砷酸根离子；据文献资料，近边x射线吸收光谱(xanes)和扩展x射线吸收光谱(exafs)显示，土壤中的该部分砷与土壤中的铁/锰/铝的氧化物和氢氧化物形成内层单核或双核的单齿或双齿的络合物，被强烈吸附，属于强吸附态砷，生物可利用性和迁移能力大大减弱；
20、2、fe3+、na2s2o8都具有强氧化性，能将污染土壤中as(iii)氧化为as(v)，且fea+能同时作为na2s2o8的活化剂进一步激发、提高na2s2o8的活性，降低na2s2o8的用量，as(v)毒性较as(iii)低的多且更容易被fe3+盐吸附；
21、3、土壤中溶出的重金属离子活性增加，能快速与ca(h2po4)2、ca(h2po4)2·cahpo4、ca10(po4)6(oh)2等发生沉淀、吸附等作用，转化为稳定态，ca(h2po4)2、ca(h2po4)2·cahpo4为磷肥的主要组分，ca10(po4)6(oh)2的主要组成也为钙离子、磷酸根等，不会造成土壤二次污染，不影响农田、果园土壤的后续使用，还能够同时提升农田、果园土壤的肥力。
22、4、本专利技术对铜、镉、铅等重金属离子和砷的治理降低效果均达90％以上，效果显著。治理后污染土壤的铅、铜、镉、砷的浸出浓度均满足《地表水环境质量标准》中农业用水的要求。采用两步法的治理步骤，效率高、经济合理。
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1.用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，所述调整土壤酸碱度是通过加入CaO，所述氧化剂包括水溶性铁盐和Na2S2O8，所述氧化剂与CaO预先混合到土壤中，经常温养护至第一设定时间后，再加入磷酸类钙盐常温养护至第二设定时间。
3.根据权利要求2所述的用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，所述水溶性铁盐、CaO和Na2S2O8混合物的摩尔比为1:（2.5-3.5）:0.02，其中水溶性铁盐以Fe3+摩尔比计。
4.根据权利要求2所述的用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，所述步骤调整土壤酸碱度具体是通过CaO与水作用，增加土壤碱性，至pH调整为9-13。
5.根据权利要求2所述的用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，所述水溶性铁盐为FeCl3和/或Fe2(SO4)3。
6.根据权利要求2所述的用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，所述水溶性铁盐、CaO
7.根据权利要求6所述的用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，还包括待处理污染土壤含水率的调整，具体为，在调整土壤酸碱度之前，调节待处理污染土壤含水率至20%-30%。
8.根据权利要求2所述的用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，所述磷酸类钙盐至少为Ca(H2PO4)2、Ca(H2PO4)2•CaHPO4、Ca10(PO4)6(OH)2中的一种。
9.根据权利要求2所述的用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，所述磷酸类钙盐的用量以（PO4)3-质量计，为待处理污染土壤质量的0.14%～0.22%。
10.根据权利要求2所述的用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，所述步骤经常温养护至设定时间具体为覆盖塑料薄膜常温养护，第一设定时间具体为3-5天，第二设定时间具体为10-12天。
11.根据权利要求1所述的用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，所述重金属至少为铅、镉或铜中的一种。
...【技术特征摘要】
1.用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，所述调整土壤酸碱度是通过加入cao，所述氧化剂包括水溶性铁盐和na2s2o8，所述氧化剂与cao预先混合到土壤中，经常温养护至第一设定时间后，再加入磷酸类钙盐常温养护至第二设定时间。
3.根据权利要求2所述的用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，所述水溶性铁盐、cao和na2s2o8混合物的摩尔比为1:（2.5-3.5）:0.02，其中水溶性铁盐以fe3+摩尔比计。
4.根据权利要求2所述的用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，所述步骤调整土壤酸碱度具体是通过cao与水作用，增加土壤碱性，至ph调整为9-13。
5.根据权利要求2所述的用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，所述水溶性铁盐为fecl3和/或fe2(so4)3。
6.根据权利要求2所述的用于重金属离子和砷复合污染土壤的治理方法，其特征在于，所述水溶性铁盐、cao和n...
【专利技术属性】
技术研发人员：聂亚楠，刘卫星，欧立新，蔡坤坤，程云，任敏，陈曦灵，刘义，马文昊，胥松奇，靖翔宇，
申请(专利权)人：中交第三航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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