[发明专利]一种砷污染土壤稳定剂及修复污染土壤的方法

说明书

技术领域

本发明属于污染土壤治理与修复技术领域，特别涉及一种砷污染土壤稳定剂及修复污染土壤的方法。 

背景技术

砷广泛分布于自然界，但在地壳中砷含量低，其丰度仅为4.0(Si的丰度为106)。全世界砷储量在200万t左右，在已探明的砷资源中，中国占70％，居世界首位。主要分布于广西、云南、湖南三省，占全国总储量的65.7％。 

砷污染的人为来源主要为农业和工业生产。农业中砷污染来源主要来自以砷化物为主要成分的农药和化肥。含砷农药和化肥以及除草剂，被直接使用而进入土壤。此外，农业上含砷的木材防腐剂、饲料添加剂等也能在物质循环中进入土壤。工业生产、有色金属矿(砷矿及砷伴生矿)的开采及冶炼中含砷污染物通过废水、废渣的排放，以及废物堆积等，流入土壤中。 

在砷污染土壤的修复方法中，稳定化(stabilization)是比较成熟的废物处置技术。稳定化是指将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性更小的形式来实现其无害化，降低对生态系统危害性的风险。经过几十年的研究，已成功应用于放射性废物、底泥和工业污泥的无害化和资源化。与其他技术相比，该技术具有处理时间短、适用范围较广等优势。 

稳定化技术的核心在于成功的选择一种经济而有效的稳定化试剂。发明专利(CN101695711B)公开了一种适用于土壤砷的化学固定材料，以纳米二氧化钛、零价铁粉为主要原料，在使用中存在成本高的问题。发明专利(CN 101879521A)公开了一种砷污染土壤的治理方法，将土壤pH用碱性物质调节到8～10，再加入铁盐进行处理，该方法需要改变土壤pH，不利于土壤后处理的使用。发明专利(CN 102233354A)公开了一种修复砷污染土壤的处理方法，采用铁盐和亚铁盐活化的方法制备活化赤泥固稳剂，由于赤泥中含有多种微量放射性物质和强碱性化学物质，会导致土壤的二次污染。 

发明内容

本发明的目的在于，以价格低廉的蒙脱石、氧化钙、碳酸镁、铁屑为原料制备一种经济有效的修复砷污染土壤的稳定剂，以该稳定剂与砷污染土壤进行混合，从而修复被污染土壤。 

本发明所述一种砷污染土壤稳定剂及修复污染土壤的方法的技术方案是，以蒙脱石、 氧化钙、碳酸镁、铁屑为原料制备稳定剂，在受砷污染土壤中，按一定比例加入稳定剂，混合均匀，加入一定量的水，搅拌，培养一定时间，达到修复砷污染土壤的目的。 

所述的一种砷污染土壤稳定剂及修复污染土壤的方法，其特征在于，以制成品干基为100kg，按重量计的组分如下：蒙脱石30～40kg，氧化钙20～30kg，碳酸镁20～30kg，铁屑10～20kg。 

所述的一种砷污染土壤稳定剂及修复污染土壤的方法，其特征在于，稳定剂与砷污染土壤的重量比为1～10∶100。 

所述的一种砷污染土壤稳定剂及修复污染土壤的方法，其特征在于，将蒙脱石在200～400℃下焙烧，焙烧时间为1～2h，冷却后研磨，蒙脱石细度为通过100～300目筛。 

所述的一种砷污染土壤稳定剂及修复污染土壤的方法，其特征在于，铁屑细度为通过100～300目筛。 

所述的一种砷污染土壤稳定剂及修复污染土壤的方法，其特征在于，该稳定剂与污染土壤、水混合均匀，搅拌，培养时间2～5天。 

所述的一种砷污染土壤稳定剂及修复污染土壤的方法，其特征在于，砷污染土壤与水的固液质量比为1∶0.5～1。 

本发明是一种砷污染土壤稳定剂，其主要机理为氧化/还原、吸附、沉淀等作用。 

蒙脱石是廉价的重金属吸附材料，经高温焙烧后，蒙脱石失去表面水、水化水和结构骨架中的结合水以及空隙中的一些杂质，孔径、内表面积增大，吸附能力变大。铁屑在土壤中氧化后形成弱结晶氢氧化铁： 

Fe⁰+2H₂O+1/2O₂→Fe²⁺+H₂O+2OH^-

Fe⁰+H₂O+1/4O₂→Fe³⁺+1/2H₂O+OH^-

Fe³⁺+3H₂O→Fe(OH)₃+3H⁺