[發明專利]修復砷污染土壤的電動裝置及修復砷污染土壤的方法

在審

• 申請號: 201811028626.8
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109317506A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 許云峰;李江鵬;丁瑩;王昕;王晶晶;陽菲;錢光人
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08;B09C1/10;B09C1/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發明公開了一種修復砷污染土壤的電動裝置及修復砷污染土壤的方法，能應用于土壤修復技術領域。本發明通過外加腐殖質對砷污染土壤進行預處理，提高土壤中可移動性砷的量，并結合電動技術有效修復砷污染土壤，提高了電動技術在土壤修復應用中的可操作性和實用性，并有望運用在土壤其他陽離子重金屬的實際修復中。本發明方法具有操作簡便，安全可靠等優點。另外本發明中所用的腐殖質是一種生態友好型材料，在環境中大量存在，成本低，對土壤無二次污染。

技術領域

本發明涉及一種砷污染土壤的原位修復裝置及原位修復方法，特別是涉及一種砷污染土壤的電動修復裝置及電動修復方法，應用于土壤修復技術領域。

背景技術

近年來土壤砷污染日益嚴峻，2016年發布的《全國土壤污染狀況調查公報》指出土壤砷污染點位超標率為2.7％，主要由礦山開采、金屬冶煉、非法傾倒、木材防腐、含砷農藥的使用和污泥灌溉等造成。土壤中的砷具有隱蔽性、長期性、不可逆性等特點，據Allaway估算，在自然條件下，土壤中的砷完全消失約需要100年時間。因此，如果不及時人為處理進入土壤中的砷，砷會在土壤中不斷積累，嚴重威脅人體健康。

砷污染土壤的傳統處理技術主要包括固化/穩定化、土壤淋洗、玻璃化法等。雖然這些技術都能有效處理砷污染土壤，但是都有一定的局限性，如固化/穩定化技術存在由環境因素變化帶來的浸出風險，土壤淋洗技術和玻璃化等技術都存在成本高，實際現場應用有限等缺點。

電動修復(EK)技術是近年來興起的最具前景的原位修復技術，該技術可有效修復低滲透性土壤，主要作用機制是電遷移、電滲析和電泳。但電動技術(EK)只能去除土壤中可移動的污染物，對于遷移性差的污染物，處理起來有一定難度。在土壤環境中，砷是多種礦物的主要成分，包括硫化物和氧化物，例如毒砂(FeAsS)，雄黃(As₄S₄)，雌黃(As₂S₃)，砷華(As₂O₃)，臭蔥石(FeAsO₄·2H₂O)等。這些礦物的大量存在，降低了砷在土壤中的可移動性，影響了電動技術對砷污染土壤的修復效果。因此，有必要尋求一種方法對土壤進行預處理，增強土壤中可移動性As的量，從而增強電動技術對土壤中砷的去除。目前，常用的增強方法有添加化學試劑進行預處理，如螯合劑和還原劑。但化學試劑通常毒性大，并且難以生物降解，易帶來二次污染。查閱專利文獻，與本發明相關的有：名稱為“一種利用微生物與電動修復結合去除土壤中砷的方法”(公開號為CN104741367B)，該方法將嗜酸硫桿菌引入土壤中，采用電動修復方法進行土壤砷污染治理，微生物修復作用和電動修復作用結合，使土壤中難于單獨采用電動修復方法去除的砷得到有效去除。但是，微生物的新陳代謝對土壤環境要求極高，電動過程中引起的土壤pH的改變極易導致微生物死亡，從而降低了結合作用的效果。同時，為了營造嗜酸硫桿菌生存所需的適宜環境，在裝置運行的整個過程中，陰陽極電解槽中需一直加入HNO₃溶液，增加了用此方法修復砷污染土壤的成本。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種修復砷污染土壤的電動裝置及修復砷污染土壤的方法，能通過腐殖質結合電動方法修復砷污染土壤，通過向土壤中添加腐殖質，達到預處理砷污染土壤的效果，提高土壤中的可移動性砷的量，強化電動技術對污染土壤中砷的去除效果。本發明方法操作簡便，且腐殖質是自然界中普遍存在的物質，成本低，易生物降解。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種修復砷污染土壤的電動裝置，主要由直流電源、樣品室、陽極室、陰極室和石墨電極組成，在樣品室中填充待處理的砷污染土壤，陽極室和陰極室中對應裝有陰、陽極電解液，一對石墨電極板分別直接插入陰極室和陽極室中，組成電化學裝置，樣品室設置于陽極室和陰極室之間，在樣品室與陽極室之間和在樣品室與陰極室之間，分別裝有濾網，濾網由孔隙度不低于400目的濾布制作而成。