一種用于治理鉛污染土壤的穩(wěn)定劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于治理鉛污染±壤的穩(wěn)定劑及其應(yīng)用，屬于重金屬污染±壤治 理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，全世界平均每年排放約500萬噸鉛。過去50年間，排放到全球環(huán)境中的鉛 約有7. 83X105噸，其中大部分進(jìn)入±壤，致使世界各國(guó)±壤出現(xiàn)不同程度的重金屬污染。 我國(guó)24個(gè)?。ㄊ校┏墙?、污水灌概區(qū)、工礦等經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快地區(qū)的320個(gè)重點(diǎn)污染區(qū)中，重 金屬含量超標(biāo)的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與面積約占污染物超標(biāo)農(nóng)產(chǎn)品總量與總面積的80%W上，其中 鉛是最嚴(yán)重的重金屬污染元素之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)大中城市郊區(qū)蔬菜、糧食、水果、肉類與畜 產(chǎn)品中鉛的超標(biāo)率分別為38. 6%、28. 0%、27. 6%、41. 9%和71. 1%。W沈陽市為例，環(huán)境 中鉛的暴露普遍，市區(qū)±壤全鉛含量范圍為26~2910mg/kg，污染程度較高。重慶某場(chǎng)地鉛 污染±壤中鉛含量范圍為10000~60000mg/kg，污染相當(dāng)嚴(yán)重。
[0003] 鉛污染±壤的修復(fù)技術(shù)可W分為兩大類：物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)和生物修復(fù)技術(shù)。物 理化學(xué)修復(fù)技術(shù)又可分為隔離包埋技術(shù)、固化穩(wěn)定技術(shù)、化學(xué)藥劑穩(wěn)定技術(shù)和電動(dòng)修復(fù)技 術(shù)等。生物修復(fù)技術(shù)又可分為微生物修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)等。目前，針對(duì)鉛污染±壤 的修復(fù)主要集中在化學(xué)藥劑穩(wěn)定法。運(yùn)種方法具有成本較低、修復(fù)效率較高、操作簡(jiǎn)單等特 點(diǎn)。該技術(shù)在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家首先得到研究和應(yīng)用，最近十年得到迅速發(fā)展。
[0004] 化學(xué)藥劑穩(wěn)定法常用的藥劑包括有機(jī)馨合劑和無機(jī)馨合劑。有機(jī)馨合劑對(duì)重金 屬的馨合能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于無機(jī)馨合劑，有機(jī)馨合劑分子與重金屬發(fā)生快速馨合反應(yīng)，生成穩(wěn) 定的重金屬絡(luò)合物，牢牢地嵌在±壤結(jié)構(gòu)體中，具有很強(qiáng)的抗酸浸出能力，其缺點(diǎn)是價(jià)格 高昂，不適合大量在±壤中施用?，F(xiàn)有的鉛污染±壤穩(wěn)定化處理多施用無機(jī)馨合劑，如憐 酸鹽。在鉛污染±壤中添加憐酸鹽后會(huì)形成難溶性的憐酸鉛類沉淀，運(yùn)類沉淀的水溶性 極低，從而可W有效降低±壤中的有效態(tài)鉛，其缺點(diǎn)是溶解度有限，不能與±壤中鉛充分 反應(yīng)，藥劑利用率不高，造成藥劑增加和浪費(fèi)，而且環(huán)境的變化易引起重金屬的再次浸出。 CN201410672066提到，單獨(dú)添加憐酸鹽溶液穩(wěn)定化處理鉛污染±壤不僅效率低，并且耗費(fèi) 周期偏長(zhǎng)。申請(qǐng)?zhí)枮?01210107906. 4的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種重金屬常溫固化劑 及使用其固化重金屬污染物中重金屬的方法。其中固化后形成的重金屬憐酸鹽W不溶或微 溶的化合物形態(tài)存在，在酸堿度條件改變后，重金屬離子容易反溶。除了有機(jī)馨合劑和無機(jī) 馨合劑穩(wěn)定化方法，還有一些用于重金屬污染上壤的改良方法。CN201310477113公布了W 固體算殼基生物炭為±壤改良劑用于重金屬鉛污染±壤的改良方法。該改良方法有利于改 良±壤酸性和提高鉛離子的吸附量，但并不能保證±壤中鉛的浸出濃度達(dá)到《生活垃圾填 埋污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》所規(guī)定的鉛濃度低于0. 25mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。而且生物炭制備過程需要烘干 粉碎W及400°C高溫?zé)峤猓苽溥^程復(fù)雜且能源消耗較大，對(duì)大面積的重度鉛污染±壤或固 體廢物并不適用。此外，受化學(xué)反應(yīng)平衡機(jī)理的限制，單一或多種種類憐酸鹽對(duì)重度污染的 鉛污染±壤穩(wěn)定化效果有限，大量的施用還會(huì)造成±壤的二次污染。綜上所述，當(dāng)前各種鉛 污染±壤穩(wěn)定劑對(duì)重度鉛污染±壤修復(fù)存在有效性差或利用率低或成本高等不足之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有穩(wěn)定劑存在有效性差或利用率低或成本高等不足，提 供一種有效性好、利用率高、成本適中、生產(chǎn)簡(jiǎn)單的穩(wěn)定劑。本穩(wěn)定劑能有效降低鉛污染± 壤中鉛的浸出濃度，使鉛浸出濃度降低到0. 25mg/LW下。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是，提供一種用于治理鉛污染±壤的穩(wěn)定劑，按重量份，包括1 份有機(jī)硫化物、0. 4~2. 5份可溶性憐酸鹽和0. 5~3. 5份生石灰，所述有機(jī)硫化物為二硫 代簇酸鹽。
[0007] 進(jìn)一步地，所述有機(jī)硫化物為二甲基二硫代氨基甲酸鹽、二乙基二硫代氨基甲酸 鹽、乙基二硫代碳酸鹽、二硫代碳酸乙酸二鋼鹽或其組合。
[0008] 進(jìn)一步地，可溶性憐酸鹽為憐酸的鐘、鋼、錠鹽或其組合。可W是憐酸鹽、可W是憐 酸一氨鹽、憐酸二氨鹽。
[0009] 本發(fā)明進(jìn)一步地提供一種用于治理鉛污染±壤的穩(wěn)定劑的應(yīng)用，每100重量份鉛 污染±壤中加入上述穩(wěn)定劑5~20重量份，攬拌均勻，保持含水量30~40%，養(yǎng)護(hù)3~5 天。
[0010] 該穩(wěn)定劑用于鉛污染±壤穩(wěn)定化處理的作用包括二個(gè)方面：一方面，單一憐酸鹽 沉淀機(jī)理作用有限，容易達(dá)到穩(wěn)定化反應(yīng)飽和，對(duì)重度鉛污染±壤的穩(wěn)定效果有限，適量生 石灰的加入將鉛污染±壤的抑值維持在8~10之間，運(yùn)將有利于可溶性憐酸鹽可與鉛離 子形成徑基憐酸鉛，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定鉛的目的。此外，生石灰遇水放熱促進(jìn)憐酸鹽的溶解，增 加±壤中憐酸根離子的含量，并能提高反應(yīng)速率，使鉛離子穩(wěn)定化反應(yīng)過程在較短的時(shí)間 內(nèi)完成。另一方面，有機(jī)硫化物成分與鉛離子可形成共價(jià)型馨合物，具有很高的穩(wěn)定性，對(duì) 環(huán)境抑變化適應(yīng)能力強(qiáng)，是對(duì)憐酸鹽穩(wěn)定鉛污染±壤的重要補(bǔ)充。有機(jī)硫化物與鉛形成的 馨合物比徑基憐酸鉛更加穩(wěn)定，因此反應(yīng)生成的徑基憐酸鉛在有機(jī)硫化物存在的情況下會(huì) 轉(zhuǎn)化為馨合鉛化合物，并進(jìn)一步促進(jìn)憐酸鹽與鉛離子的化學(xué)反應(yīng)平衡向生成徑基憐酸鉛的 方向移動(dòng)。有機(jī)硫化物的二硫代簇酸根（-CS2)即簇酸根中的兩個(gè)氧原子被硫取代，運(yùn)種結(jié) 構(gòu)會(huì)與鉛離子按化學(xué)計(jì)量比2:1反應(yīng)生成穩(wěn)定的絡(luò)合物。
[0011] 本發(fā)明的鉛污染±壤專用穩(wěn)定劑用于鉛污染±壤處置時(shí)，根據(jù)固體廢物浸出毒性 浸出方法測(cè)量的±壤中酸提取態(tài)鉛含量確定有機(jī)硫化物和可溶性憐酸鹽添加量，有機(jī)硫化 物的添加量為±壤酸提取態(tài)鉛含量理論摩爾計(jì)量的1. 2~2. 0倍；可溶性憐酸鹽為±壤酸 提取態(tài)鉛含量理論摩爾計(jì)量的3. 0~5. 5倍；使用前與一定比例生石灰混合，能使±壤溫度 升高，提高憐酸鹽的溶解度和化學(xué)反應(yīng)速率。按質(zhì)量比添加該穩(wěn)定劑到鉛污染±壤中，攬拌 均勻，然后加入一定量的水充分濕潤(rùn)混合物，保持混合物的含水量為30 %~40 %，養(yǎng)護(hù)3~ 5天。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是，將有機(jī)硫化物、可溶性憐酸鹽和生石灰按比例混合組成的 穩(wěn)定劑對(duì)鉛污染±壤的治理有非常好的效果，特別是針對(duì)鉛含量較高的±壤，只需一次治 理即可達(dá)標(biāo)；此外，此種穩(wěn)定劑的成本低廉，治理效果更好。
【具體實(shí)施方式】
[0013] W下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明：本具體實(shí)施案例中的應(yīng)用本發(fā)明所述 的鉛污染修復(fù)穩(wěn)定劑能夠顯著降低鉛污染±壤中鉛的浸出毒性濃度，達(dá)到污染±壤修復(fù)工 程所確定的修復(fù)目標(biāo)中鉛濃度限值的要求。
[0014] 實(shí)施例1 :