本發(fā)明涉及一種特別針對(duì)汞污染土壤的修復(fù)的修復(fù)劑及利用該汞污染土壤修復(fù)劑修復(fù)尤其是汞污染土壤的方法。

背景技術(shù)：

汞為銀白色金屬，常溫下為液態(tài)，是電池、采礦等行業(yè)常用的重金屬之一。食物鏈對(duì)汞有極強(qiáng)的富集能力，其含量可在生物體內(nèi)進(jìn)行累積，且汞易被皮膚、呼吸及消化道吸收。血液與組織中的汞可與蛋白質(zhì)及酶系統(tǒng)中的巰基結(jié)合，抑制其功能，甚至使其失活，能夠破壞中樞神經(jīng)組織及口、粘膜和牙齒。

現(xiàn)有技術(shù)中，汞污染土壤的處理方法主要有客土法、固化/穩(wěn)定化法、水洗法、熱解析法及生物修復(fù)法等。其中目前最常用的方法是固化/穩(wěn)定化法，該法是通過向土壤中添加土壤修復(fù)劑，改變土壤中重金屬汞的存在形態(tài)，降低其溶解性、遷移性及生物可利用性，使其固定，從而減小其毒性及對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

申請(qǐng)?zhí)枮?01410255445.4的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種針對(duì)重金屬污染土壤的固化穩(wěn)定修復(fù)藥劑，該修復(fù)劑由石膏、氧化鎂、硅藻土組成，主要針對(duì)鎘、鋅、銅、鉛、汞等多種重金屬?gòu)?fù)合污染的土壤，根據(jù)該專利的報(bào)道，其修復(fù)藥劑對(duì)于汞的去除效果較好，然而，該修復(fù)劑中要氧化鎂的比例要達(dá)到75％左右，導(dǎo)致修復(fù)藥劑的成本較高，經(jīng)濟(jì)性較差。申請(qǐng)?zhí)枮?01510294302.9的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種汞污染土壤固化穩(wěn)定化方法，該方法主要包括氯鹽添加工序、ph調(diào)整工序、混合工序、添加激活劑工序、消化成型工序及破碎處理工序，該處理方法可以對(duì)不同污染程度的汞污染土壤進(jìn)行固化穩(wěn)定化，也可以協(xié)同固化穩(wěn)定化污染土壤的其他重金屬，但使用該方法工序較多，工藝較復(fù)雜，成本較高，經(jīng)濟(jì)性也較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既高效又經(jīng)濟(jì)的汞污染土壤修復(fù)劑。

本發(fā)明同時(shí)還提供一種高效經(jīng)濟(jì)的汞污染土壤的修復(fù)方法。

本發(fā)明為解決上述問題，采取的技術(shù)方案如下：

一種汞污染土壤修復(fù)劑，按重量份計(jì)，該土壤修復(fù)劑的原料配方包括石膏30～70份和電石渣30～50份，所述電石渣的含水率為10％～20％。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，所述的石膏與電石渣的重量比為1.5～1：1。

優(yōu)選地，所述石膏為濕式石灰石/石膏法脫硫工藝中產(chǎn)生的副產(chǎn)物。

優(yōu)選地，所述電石渣為來自電石水解獲取乙炔氣產(chǎn)生的廢渣。

優(yōu)選地，本發(fā)明采用的所述電石渣的含水率為13％～18％。

優(yōu)選地，汞污染土壤修復(fù)劑的制備方法包括將所述原料按配方混勻，依次經(jīng)保溫養(yǎng)護(hù)和研磨過篩得到顆粒狀土壤修復(fù)劑，其中保溫養(yǎng)護(hù)在40～60℃下進(jìn)行1～2天(d)。

優(yōu)選地，汞污染土壤修復(fù)劑的粒徑小于等于100目。

根據(jù)本發(fā)明，所述土壤修復(fù)劑中優(yōu)選汞含量小于等于10ppb，砷含量小于等于1ppm；鎘含量小于等于10ppb；鉛含量小于等于2ppm；鉻含量小于等于10ppm。

本發(fā)明還涉及本發(fā)明上述的汞污染土壤修復(fù)劑在修復(fù)汞污染土壤中的應(yīng)用即本發(fā)明提供一種汞污染土壤的修復(fù)方法。

本發(fā)明的汞污染土壤修復(fù)劑具有一定的調(diào)節(jié)ph作用，為此，其能夠也適于酸性且為汞污染的土壤的修復(fù)。

進(jìn)一步地，應(yīng)用汞污染土壤修復(fù)劑修復(fù)土壤的方法(或土壤修復(fù)方法)包括將汞污染土壤修復(fù)劑與汞污染土壤混合，通過加入水控制含水率為20％～40％，養(yǎng)護(hù)。

進(jìn)一步地，優(yōu)選養(yǎng)護(hù)時(shí)間為3～10天(d)。更優(yōu)選地，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為5～8天(d)。

進(jìn)一步地，向土壤中添加的水可以為自來水或附近地表水。

進(jìn)一步地，汞污染土壤修復(fù)劑的投加質(zhì)量為所述汞污染土壤質(zhì)量的2％～10％。

本發(fā)明所述的“含水率”是指水在含有其的物質(zhì)中的質(zhì)量百分比。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

在大量實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，將電石渣與石膏按特定比例組合而成的修復(fù)劑在合適的條件下對(duì)于汞污染土壤修復(fù)的修復(fù)效果非常好。同時(shí)，作為本發(fā)明土壤修復(fù)劑的原料可以采用廢棄資源，其中石膏可以直接采用工業(yè)廢棄物脫硫石膏，電石渣可以采用來自電石水解獲取乙炔氣產(chǎn)生的廢渣，如此與現(xiàn)有可以達(dá)到等同效果的汞污染土壤修復(fù)劑相比，本發(fā)明的修復(fù)劑具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)，且同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了固體廢物資源化利用，減小了對(duì)環(huán)境的壓力，是一種既高效又經(jīng)濟(jì)的汞污染土壤修復(fù)劑。

具體實(shí)施方式

電石渣曾在某些文獻(xiàn)中被報(bào)道用于重金屬污染土壤的修復(fù)，但是在這些專利中，電石渣的作用機(jī)理與本發(fā)明顯著不同。本發(fā)明中經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，之所以將石膏與電石渣組合后可以獲得非常好的固定汞的效果很可能是由于石膏尤其是工業(yè)廢棄物脫硫石膏與電石渣在一定量水的存在下反應(yīng)放出的大量熱量將原材料中含有的基團(tuán)激活(例如二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鎂等)，從而提高了對(duì)重金屬的固化穩(wěn)定化作用。同時(shí)該修復(fù)劑還被發(fā)現(xiàn)對(duì)土壤團(tuán)粒體的形成具有一定的促進(jìn)作用，能夠進(jìn)一步降低汞的遷移性。且該修復(fù)劑在固化穩(wěn)定化污染土壤中重金屬的同時(shí)，對(duì)酸性土壤具有一定的調(diào)節(jié)作用。

以下結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明，實(shí)施例中未注明的條件為本領(lǐng)域常規(guī)的條件。在述及物質(zhì)的用量或添加量或含量時(shí)，除非特別說明，均指重量。

實(shí)施例1甘肅某地污染土壤修復(fù)

通過玻璃電極法(ny/t1121.2-2006)和原子熒光法(hj702-2014)對(duì)ph值和硫酸硝酸法(hj/t299-2007)浸出汞毒性進(jìn)行測(cè)試分析。

取石膏60份，電石渣(含水率15％)40份，混合均勻，保溫養(yǎng)護(hù)1d，研磨篩分，過100目篩，得到顆粒狀汞污染土壤修復(fù)劑。該土壤修復(fù)劑中經(jīng)檢測(cè)汞含量為0.3ppb，砷含量為0.01ppm；鎘含量為0.5ppb；鉛含量為0.2ppm；鉻含量為0.7ppm。

按3％添加量將汞污染土壤修復(fù)劑添加至汞污染土壤中，加水至含水率為30％，在該條件下靜置養(yǎng)護(hù)5d。修復(fù)前后對(duì)土壤的ph值和汞的浸出濃度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下表1。修復(fù)后污染土壤中汞的浸出濃度降低至0.105ug/l，遠(yuǎn)低于《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(gb/t14848-1993)》中的iii類標(biāo)準(zhǔn)。汞的固化率為約99.8％。

表1土壤修復(fù)前后檢測(cè)數(shù)據(jù)

單位：ug/l

實(shí)施例2甘肅某河道污染底泥修復(fù)

通過玻璃電極法(ny/t1121.2-2006)和原子熒光法(hj702-2014)對(duì)ph值和硫酸硝酸法(hj/t299-2007)浸出汞毒性進(jìn)行測(cè)試分析。

取石膏50份，電石渣(含水率20％)50份，混合均勻，保溫養(yǎng)護(hù)1d，研磨篩分，過100目篩，得到顆粒狀汞污染土壤修復(fù)劑。

按6％添加量將得到的顆粒狀汞污染土壤修復(fù)劑添加至河道污染底泥中，加水控制含水率為30％，在該條件下靜置養(yǎng)護(hù)7d。修復(fù)前后對(duì)底泥的ph值和汞的浸出濃度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下表2。修復(fù)后底泥中汞的浸出濃度降低至0.86ug/l，遠(yuǎn)低于《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(gb/t14848-1993)》中的iii類標(biāo)準(zhǔn)。汞的固化率為約96.7％。且修復(fù)后底泥ph值接近中性，改善了底泥性質(zhì)。

表2底泥修復(fù)前后檢測(cè)數(shù)據(jù)

單位：ug/l

對(duì)比例1

本例的汞污染土壤修復(fù)劑基本同實(shí)施例1，不同的是所采用的電石渣的含水率為40％。

按3％添加量將汞污染土壤修復(fù)劑添加至汞污染土壤(同實(shí)施例1)中，加水至含水率為30％，在該條件下靜置養(yǎng)護(hù)5d。修復(fù)前后對(duì)土壤的ph值和汞的浸出濃度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下表3。修復(fù)后污染土壤中汞的浸出濃度降低至3.07ug/l，汞的固化率為約95.6％。該例表明當(dāng)電石渣中含水率過高時(shí)，藥劑混合后產(chǎn)生的熱量主要用于藥劑中水分蒸發(fā)，不能充分激活表面官能團(tuán)，修復(fù)效果較差。

表3土壤修復(fù)前后檢測(cè)數(shù)據(jù)

單位：ug/l

對(duì)比例2

本例的汞污染土壤修復(fù)劑基本同實(shí)施例1，不同的是所采用的電石渣的含水率為5％。

按3％添加量將汞污染土壤修復(fù)劑添加至汞污染土壤(同實(shí)施例1)中，加水至含水率為30％，在該條件下靜置養(yǎng)護(hù)5d。修復(fù)前后對(duì)土壤的ph值和汞的浸出濃度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下表4。修復(fù)后污染土壤中汞的浸出濃度降低至3.46ug/l，汞的固化率為約86.8％。該例表明當(dāng)電石渣中含水率過低時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量太低，不能完全激活官能團(tuán)，修復(fù)效果較差。

表4土壤修復(fù)前后檢測(cè)數(shù)據(jù)

單位：ug/l

對(duì)比例3

本例的汞污染土壤修復(fù)劑同實(shí)施例1。

按3％添加量將汞污染土壤修復(fù)劑添加至汞污染土壤(同實(shí)施例1)中，加水至含水率為10％，在該條件下靜置養(yǎng)護(hù)5d。修復(fù)前后對(duì)土壤的ph值和汞的浸出濃度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下表5。修復(fù)后污染土壤中汞的浸出濃度降低至9.87ug/l，汞的固化率為85.7％。該例表明當(dāng)養(yǎng)護(hù)時(shí)的水過少時(shí)，修復(fù)反應(yīng)不完全，修復(fù)效果較差。

表5土壤修復(fù)前后檢測(cè)數(shù)據(jù)

單位：ug/l

實(shí)施例3甘肅某地污染土壤修復(fù)

通過玻璃電極法(ny/t1121.2-2006)和原子熒光法(hj702-2014)對(duì)ph值和硫酸硝酸法(hj/t299-2007)浸出汞毒性進(jìn)行測(cè)試分析。

取石膏70份，電石渣(含水率20％)30份，混合均勻，保溫養(yǎng)護(hù)1d，研磨篩分，過100目篩，得到顆粒狀汞污染土壤修復(fù)劑。

按3％添加量將汞污染土壤修復(fù)劑添加至汞污染土壤中，加水至含水率為30％，在該條件下靜置養(yǎng)護(hù)5d。修復(fù)前后對(duì)土壤的ph值和汞的浸出濃度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下表6。修復(fù)后污染土壤中汞的浸出濃度降低至0.321ug/l，遠(yuǎn)低于《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(gb/t14848-1993)》中的iii類標(biāo)準(zhǔn)。汞的固化率為約99.5％。

表6土壤修復(fù)前后檢測(cè)數(shù)據(jù)

單位：ug/l

對(duì)比例4

通過玻璃電極法(ny/t1121.2-2006)和原子熒光法(hj702-2014)對(duì)ph值和硫酸硝酸法(hj/t299-2007)浸出汞毒性進(jìn)行測(cè)試分析。

取石膏80份，電石渣(含水率20％)20份，混合均勻，保溫養(yǎng)護(hù)1d，研磨篩分，過100目篩，得到顆粒狀汞污染土壤修復(fù)劑。

按3％添加量將汞污染土壤修復(fù)劑添加至汞污染土壤(同實(shí)施例1)中，加水至含水率為30％，在該條件下靜置養(yǎng)護(hù)5d。修復(fù)前后對(duì)土壤的ph值和汞的浸出濃度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下表7。修復(fù)后污染土壤中汞的浸出濃度降低至13.8ug/l。汞的固化率為80.1％。

表7土壤修復(fù)前后檢測(cè)數(shù)據(jù)

單位：ug/l