[發(fā)明專利]一種修復(fù)砷污染土壤的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710475196.3
• 申請(qǐng)日: 2017-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN107116097B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李慶召;秦小艷;梁麗珍;劉蕾;高愛(ài)華;牛俊玲;賈曉鳳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院
• 主分類號(hào): B09C1/08
• 分類號(hào): B09C1/08
• 代理公司: 鄭州博派知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)41137
• 代理人: 伍俊慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壤污染修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種修復(fù)砷污染土壤的方法。

背景技術(shù)

在環(huán)境化學(xué)污染物中，砷是最常見、危害居民健康最嚴(yán)重的污染物之一。特別是隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，砷對(duì)環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重。砷污染的主要來(lái)源主要包括：(1)砷化物的開采和冶煉。特別是在我國(guó)流傳廣泛的土法煉砷，常造成砷對(duì)環(huán)境的持續(xù)污染；(2)在某些有色金屬的開發(fā)和冶煉中，常常有或多或少的砷化物排出，污染周圍環(huán)境；(3)砷化物的廣泛利用如含砷農(nóng)藥的生產(chǎn)和使用，又如作為玻璃、木材、制革、紡織、化工、陶器、顏料、化肥等工業(yè)的原材料，均增加了環(huán)境中的砷污染量；(4)煤的燃燒，可致不同程度的砷污染。

砷在土壤中以多種形態(tài)存在，但一般多以無(wú)機(jī)化合物的形態(tài)存在，如以五價(jià)砷、三價(jià)砷等形態(tài)；有時(shí)也會(huì)以有機(jī)化合物的形態(tài)存在，如一甲基砷(MMA)、二甲基砷(DMA)、三甲基砷(TMA)等。有研究發(fā)現(xiàn)，通常在自然狀態(tài)下有機(jī)態(tài)砷的含量非常低，而無(wú)機(jī)態(tài)砷的含量及毒性均大于有機(jī)態(tài)下砷，且三價(jià)砷的毒性是五價(jià)砷的60倍，是甲基砷(MMA、DMA)毒性的70倍。因此，無(wú)機(jī)態(tài)砷被美國(guó)環(huán)境保護(hù)協(xié)會(huì)列為頭號(hào)環(huán)境污染物，并制定了一系列土壤、水體及農(nóng)產(chǎn)品中砷含量的閾值。砷污染物在土壤中的殘留嚴(yán)重危害環(huán)境安全和人體健康，砷污染土壤的治理引起了國(guó)內(nèi)外環(huán)保工作者的重視，砷污染土壤的治理和修復(fù)已成為環(huán)保界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。

目前常用的砷污染土壤修復(fù)技術(shù)有植物修復(fù)法、客土換土法、土壤清洗法、微生物修復(fù)法、固化穩(wěn)定化修復(fù)法等。淋洗法和固化/穩(wěn)定化法并未將土壤中的砷徹底去除，易造成土壤的二次污染。植物修復(fù)法一般耗時(shí)較長(zhǎng)，可能需要幾十年的時(shí)間。生物修復(fù)劑有效菌種少，菌種存活性差，難以取得長(zhǎng)期治理效果。在國(guó)內(nèi)已經(jīng)完成的砷污染土壤修復(fù)工程中，采用較多的技術(shù)為固化穩(wěn)定化技術(shù)，工程實(shí)施所用的砷污染土壤固化穩(wěn)定化藥劑一般由磷酸鹽、硅酸鹽水泥、爐渣、石膏、鐵礦石粉末等構(gòu)成，施用這類藥劑處理后的土壤存在pH較高、增容比比較大、土壤結(jié)構(gòu)被破壞等問(wèn)題，且砷仍留在土壤中，易產(chǎn)生二次污染，目前市售的砷污染土壤固化穩(wěn)定化藥劑價(jià)格比較昂貴也是突出的問(wèn)題。

利用直流電場(chǎng)富集技術(shù)與生物富集、理化富集等相比具有諸多優(yōu)點(diǎn)：它可適用的污染物質(zhì)種類十分廣泛；能同時(shí)運(yùn)用于飽和及非飽和，黏性和半黏性的土壤，具有相當(dāng)高的經(jīng)濟(jì)效益；可同時(shí)與其他技術(shù)聯(lián)合使用；對(duì)土壤的性質(zhì)結(jié)構(gòu)危害小，不易形成二次污染；更適合綜合治理滲透系數(shù)低的密質(zhì)土壤等。申請(qǐng)?zhí)枮?00510031863(公開號(hào)為CN1714955A)重金屬污染土壤陰極酸化電動(dòng)力修復(fù)方法公開了一種重金屬污染土壤陰極酸化電動(dòng)力修復(fù)方法，其主要步驟為：將經(jīng)自然風(fēng)干去雜質(zhì)的土壤中加入離子水，攪拌靜置處理，處理的污染土壤裝入電動(dòng)力修復(fù)裝置的土壤室，然后向各極電解室中輸入電解液后靜置，再通入恒直流電，污染土壤中的重金屬在修復(fù)過(guò)程中不斷從土壤中解吸出來(lái)，并在電場(chǎng)的作用下遷移出土壤，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬污染土壤的治理。但是存在修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)、耗電過(guò)多，后續(xù)分離處理復(fù)雜，成本高的缺點(diǎn)。

綜上，研究一種砷去除率高、修復(fù)時(shí)間短、后續(xù)處理方便、成本低廉的砷污染土壤的修復(fù)方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有砷污染土壤的修復(fù)方法的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種操作難度小、砷去除率高、修復(fù)時(shí)間短的一種修復(fù)砷污染土壤的方法。具體技術(shù)方案如下：

一種修復(fù)砷污染土壤的方法，該方法分為以下步驟：

步驟一、土壤淹水及砷含量檢測(cè)：對(duì)砷污染土壤干燥去雜、粉碎，注水澆灌，攪拌均勻，保持其含水量為25～35％，檢測(cè)土壤中砷含量；

步驟二、砷離子富集：在目標(biāo)土壤上下兩側(cè)設(shè)置直流電場(chǎng)，土壤位于兩電極的中間，土壤與兩電極間設(shè)置有濾網(wǎng)，陰極室位于土壤上側(cè)，陰極室加入化學(xué)絡(luò)合劑EDTA，陰極室與土壤之間設(shè)置陽(yáng)離子交換膜；通電后，電極反應(yīng)發(fā)生，陽(yáng)極反應(yīng)生成的H⁺使土壤中吸附的砷不斷解吸，并在電場(chǎng)作用下向陰極遷移，逐漸富集在陰極區(qū)域即土壤表層；

步驟三、將砷污染土壤修復(fù)劑在土壤表面平鋪3～5cm：所述砷污染土壤修復(fù)劑的組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為改性生物炭粉末30～45％、粉煤灰20～30％、生石灰15～25％、膨潤(rùn)土15～20％；

步驟四、光照、修復(fù)：開啟紫外燈，照射6小時(shí)以上，土壤表層修復(fù)劑固化，呈膠凝狀，檢測(cè)固化層以下土壤中砷含量；

步驟五、關(guān)閉電源，移除土壤表面固化的修復(fù)劑層。