[发明专利]砷污染土壤修复剂及其应用

说明书

本发明公开了一种砷污染土壤修复剂及其应用，砷污染土壤修复剂的原料配方包括水辉石、含硫有机化合物以及固定剂，其中固定剂为选自生物质电厂灰、蛭石、凹凸棒、膨润土中的任意一种或多种的混合物。本发明的砷污染土壤修复剂的应用方法包括(1)向砷污染土壤中加入水辉石，调节砷污染土壤pH至6～9，养护；(2)向调节pH后的砷污染土壤中添加所述含硫有机化合物，同时加水使土壤保持在设定的含水率条件下养护；(3)向经过步骤(2)的砷污染土壤中加入所述固定剂进行养护。本发明的砷污染土壤修复剂及修复方法具有较高的经济和环保价值，能够在取得优异修复效果的同时有效降低成本。

技术领域

本发明涉及一种特别针对砷污染土壤的修复的修复剂及利用该砷污染土壤修复剂修复尤其是砷污染土壤的方法。

背景技术

砷是一种银灰色半金属，自然界中主要以砷化合物存在。砷的化合物因其存在形态和价态不同而具有不同的毒性。常见的砷化合物有三氯化砷、三氧化二砷、五氧化二砷、砷酸、砷酸钙等。

生活生产过程中，由于含砷化合物的大量使用，砷矿的开采和冶炼，采矿废水的不合理排放，含砷废弃矿渣的堆积，都使土壤受到不同程度的砷污染。土壤砷污染可通过水体和植物富集等作用危害人类的生存和健康。砷在土壤中主要以无机阴离子形态存在。土壤的理化性质，如酸碱性、氧化还原电位等都能够影响砷的存在价态及其迁移性。

若土壤pH值较高，则其对砷的吸附量减少，导致砷的迁移性增强，含砷阴离子向溶液中解吸，水溶性砷增加。土壤pH值较低时，含砷阴离子能被土壤中带正电荷的氢氧化铁等吸附剂迅速吸附，迁移性降低。当土壤处于氧化条件时，砷主要以砷酸盐的形态存在，易被交替吸附，土壤固砷量增加；在厌氧和缺氧条件下，砷酸盐转化为亚砷酸盐，砷的溶解性增加，且亚砷酸盐比砷酸盐毒性大，因此增加了砷污染的危害。

现有技术中，砷污染土壤的修复方法有淋洗法、电动修复法、植物修复法、固化/稳定化、微生物修复法等，其中固化/稳定化是目前处理砷污染土壤最有效可行的手段之一。申请号为201010204184.5的专利公开了一种砷污染土壤的固化处理方法，该方法先用Ca(OH)₂、CaO、CaCO₃等pH调节剂将砷污染土壤pH值调至8～10，然后向土壤中加入FeCl₃、FeCl₂、FeSO₄等固化剂对污染土壤中的砷进行固化处理。该方法选用的固化剂对砷有较好的固化效果，但固化反应生成的铁的砷酸盐不稳定，在一定土壤pH值条件下会再次释放出砷，产生二次污染。

中国发明专利公开CN106336869A公开了一种砷污染土壤修复用钝化剂，其包括分开储存的氧化钙、含铁试剂、硫酸钙/硫酸钙水合物以及通用硅酸盐水泥，氧化钙、含铁试剂、硫酸钙/硫酸钙水合物以及通用硅酸盐水泥的质量分别为需要修复的砷污染土壤质量的0.5～5％、0.5～5％、0.5～5％和1～10％。该专利同时还提供了一种砷污染土壤修复方法，包括如下步骤：1)将上述砷污染土壤修复用钝化剂中的含铁试剂，硫酸钙/硫酸钙水合物，以及氧化钙不分先后顺序的分步加入到需要修复的砷污染土壤中，混合均匀；2)向步骤1)的砷污染土壤中加入通用硅酸盐水泥，所述通用硅酸盐水泥加入量为需要修复的砷污染土壤质量的1～10％；3)对经步骤2)处理后的土壤进行土壤养护，使土壤含水率为30％以上。该方法对砷污染土壤修复后，土壤按照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJT299-2007)进行浸出实验，测得浸出液中砷浸出量低于0.05mg/L，满足《地下水质量标准》(GB/T14848-93)中IV类水体中砷浓度要求。然该专利方法成本较高，经济性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种既高效又经济的砷污染土壤修复剂。

本发明同时还提供一种高效经济的砷污染土壤的修复方法。

本发明为解决上述问题，采取的技术方案如下：