本發(fā)明屬于土壤處理技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種砷污染土壤的修復(fù)方法。
背景技術(shù):
砷是一種在自然界廣泛存在且致癌的非金屬元素。人類的各種活動(dòng),如采礦、冶煉、施肥、使用殺蟲劑、廢水排放和廢渣堆放等,導(dǎo)致局部土壤砷含量升高。砷對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生毒害作用最低濃度為3mg/L,對(duì)水生生物的毒性亦很大。砷和砷化物一般可通過(guò)水、大氣和食物等途徑進(jìn)入人體,造成危害。我國(guó)是受砷危害最嚴(yán)重的國(guó)家之一,在1956~1984年二十多年間,曾發(fā)生過(guò)30余起砷中毒事件。2004年12月15日,世界衛(wèi)生組織官員公布,全球至少5000多萬(wàn)人正面臨著地方性砷中毒的威脅,其中多數(shù)為亞洲國(guó)家。因而,砷污染已成為全球危害十分嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題之一。重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要有化學(xué)淋洗、植物吸收、穩(wěn)定化/固化、電動(dòng)修復(fù)等。其中,化學(xué)淋洗操作難度大、容易產(chǎn)生二次污染,植物修復(fù)周期長(zhǎng),電動(dòng)修復(fù)效率低、成本高,因而工程應(yīng)用比較少。相比較而言,穩(wěn)定化/固化技術(shù)具有成本低、效率高、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于重金屬污染土壤的修復(fù)。藥劑穩(wěn)定化技術(shù)是在穩(wěn)定化/固化技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),與穩(wěn)定化/固化技術(shù)相比,具有增容比小、對(duì)土壤結(jié)構(gòu)破壞小等優(yōu)點(diǎn)。中國(guó)專利(授權(quán)公告號(hào)CN100562379C)公開了一種處理砷污染土壤的方法。將砷污染土壤加熱到200~700℃,然后與鈣化合物和水混合。或者先將砷污染土壤與鈣化合物混合,在200~700℃加熱,然后將加熱后的混合物與水混合。該方法處理后的土壤浸出毒性很低,但是耗能高,而且處理過(guò)程中可能產(chǎn)生二次污染。中國(guó)專利(申請(qǐng)發(fā)布號(hào)CN101695711A)公開了一種土壤砷的化學(xué)固定材料及用途。該化學(xué)固定材料由納米二氧化鈦、鐵粉、鋸末組成,對(duì)土壤砷的吸附能力較強(qiáng)。但是,納米二氧化鈦不容易制備、性質(zhì)不穩(wěn)定,而且成本高,因而不易大規(guī)模使用。中國(guó)專利(CN101879521A)公開了一種砷污染土壤的治理方法。先用生石灰調(diào)節(jié)土壤pH值,然后加入鐵鹽溶液進(jìn)行穩(wěn)定。這種方法簡(jiǎn)單、快速,但是土壤pH值需要調(diào)節(jié)至8~10,而且砷的浸出毒性只能控制在5mg/L以內(nèi),潛在危險(xiǎn)性比較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種砷污染土壤的修復(fù)方法,該方法可快速低成本地修復(fù)砷污染土壤。本發(fā)明方法包括以下步驟:步驟(1).在砷污染土壤中加入氧化劑,靜置1~4h后得到氧化處理后的砷污染土壤;氧化劑與砷污染土壤中砷的摩爾比為0.01~20:1;所述的氧化劑為次氯酸鈣、雙氧水、高錳酸鈉、過(guò)硫酸鈉、二氧化錳中的一種或多種;步驟(2).在氧化處理后的砷污染土壤中加入穩(wěn)定劑和/或沉淀劑,攪拌均勻后,堆放養(yǎng)護(hù)1~7天,最終得到pH值為5~10的土壤;穩(wěn)定劑與砷污染土壤土壤中砷的質(zhì)量比為10~100:1;沉淀劑與土壤中砷的摩爾比為10~100:1;所述的氧化劑、穩(wěn)定劑、沉淀劑均可以以固體粉末形態(tài)直接加入到土壤中,或者先將其溶于水中形成溶液,以溶液溶液加入到土壤中。所述的穩(wěn)定劑為氫氧化鐵、氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化錳、鐵粉、三氧化二鐵、四氧化三鐵、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣、鐵礦物粉末、硅酸鹽礦物粉末中的一種或多種;其中鐵礦物粉末為水鐵礦粉、針鐵礦粉或纖鐵礦粉,硅酸鹽礦物粉末為鋁土礦粉或伊利石粉;所述的沉淀劑為硫酸亞鐵、硫酸鎂、氯化鎂、硝酸鎂、氯化鈣、硝酸鈣、硫酸錳、氯化錳、硝酸錳、硫酸鋁、氯化鋁、硝酸鋁中的一種或多種。穩(wěn)定劑、沉淀劑分別通過(guò)表面吸附、化學(xué)沉淀與砷(Ⅴ)發(fā)生反應(yīng),從而降低砷(Ⅴ)的浸出毒性。砷(Ⅴ)的毒性遠(yuǎn)低于砷(Ⅲ),而且遷移性更差。本發(fā)明通過(guò)加入氧化劑,將土壤中的砷(Ⅲ)氧化成砷(Ⅴ);加入穩(wěn)定劑,利用穩(wěn)定劑表面的活性點(diǎn)將砷酸根牢牢吸附??;加入沉淀劑,將砷酸根轉(zhuǎn)化成難溶的化合物,從而降低砷的浸出毒性。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下有益效果:(1)修復(fù)成本低;本發(fā)明使用的藥劑具有價(jià)格低、來(lái)源廣泛等特點(diǎn);利用本技術(shù)修復(fù)砷污染土壤,藥劑成本為50~400元/方;(2)可操作性強(qiáng);本發(fā)明的主要過(guò)程是藥劑的添加和攪拌混合,對(duì)工藝控制要求不嚴(yán),過(guò)程容易控制;(3)環(huán)境友好;采用本技術(shù)修復(fù)后的土壤,pH值可以控制在適宜植物生長(zhǎng)的范圍,土壤結(jié)構(gòu)不會(huì)受到破壞,不會(huì)發(fā)生二次污染。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入10L質(zhì)量濃度為2﹪的雙氧水,攪拌均勻靜置1h后,拌入0.5kg氧化鎂,攪拌均勻。處理后的土壤靜置1天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低95﹪以上。實(shí)施例2取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入200g次氯酸鈣和適量水,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入1kg鐵粉,攪拌均勻。處理后的土壤靜置2天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例3取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入7.5g次氯酸鈣和適量水,攪拌均勻。將土壤放置2h后,再加入0.5kg氫氧化鈣,攪拌均勻。處理后的土壤靜置2天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例4取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入5kg高錳酸鈉和適量水,攪拌均勻。將土壤放置3h后,再加入0.1kg氫氧化鐵,攪拌均勻。處理后的土壤靜置3天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例5取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入1kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.2kg氫氧化鋁,攪拌均勻。處理后的土壤靜置4天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例6取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入1kg二氧化錳,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.3kg氫氧化鈣,攪拌均勻。處理后的土壤靜置5天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例7取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入2kg次氯酸鈣、7.5g二氧化錳,攪拌均勻。將土壤放置3h后,再加入0.4kg氫氧化鎂,攪拌均勻。處理后的土壤靜置6天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例8取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入2kg氫氧化錳、10g二氧化錳,攪拌均勻。將土壤放置2h后,再加入0.6kg氫氧化錳,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例9取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入1kg氫氧化錳、50g高錳酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置1h后,再加入0.7kg三氧化二鐵,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例10取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入2kg氫氧化錳、3kg高錳酸鈉、100g過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.8kg四氧化三鐵,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例11取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入3kg氫氧化錳、1kg高錳酸鈉、200g過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.9kg氧化鋁,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例12取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入2kg氫氧化錳、3kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.95kg氧化鈣,攪拌均勻。處理后的土壤靜置6天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例13取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入4kg氫氧化錳、500g過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.85kg水鐵礦粉,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例14取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg氫氧化錳、700g過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.75kg針鐵礦粉,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例15取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入5kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.65kg纖鐵礦粉,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例16取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入4kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.55kg鋁土礦粉,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例17取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入5kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.45kg伊利石粉,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例18取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.7kg氫氧化鐵、0.1kg氫氧化鎂,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例19取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.7kg氫氧化鐵、0.1kg氫氧化鎂、0.1kg氧化鎂,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例20取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入1kg硫酸亞鐵,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例21取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.1kg硫酸鎂,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例22取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.2kg氯化鎂,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例23取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.3kg硝酸鎂,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例24取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.4kg氯化鈣,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例25取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.5kg硝酸鈣,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例26取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.6kg硫酸錳,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例27取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入100g過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.7kg氯化鈣,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例28取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.8kg氯化錳,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例29取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.9kg硝酸錳,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例30取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.95kg硫酸鋁,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例31取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.85kg氯化鋁,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例32取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.75kg硝酸鋁,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例33取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.7kg氯化鈣、0.2kg氯化鋁,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例34取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.7kg氯化鈣、0.2kg氯化鋁、0.1kg硫酸鎂,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例35取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.7kg氫氧化鐵、0.2kg氯化鋁、0.1kg硫酸鎂,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。實(shí)施例36取100kg砷污染土壤(平均土壤砷含量為100mg/kg),加入6kg過(guò)硫酸鈉,攪拌均勻。將土壤放置4h后,再加入0.6kg氫氧化鐵、0.2kg氧化鈣、0.1kg硫酸鎂,攪拌均勻。處理后的土壤靜置7天后得到pH值約為5~10的土壤,然后做浸出毒性檢測(cè),浸出標(biāo)準(zhǔn)為HJ557-2009,結(jié)果顯示砷的浸出毒性可以降低90﹪以上。雖然本發(fā)明已公開較佳實(shí)施例,但它們并不是用來(lái)限定本發(fā)明,任何熟悉該技術(shù)的人員,在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi),可以作各種變化和調(diào)整,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求保護(hù)范圍所界定的為準(zhǔn)。