[发明专利]一种铅污染土壤化学稳定化修复方法

说明书

本发明涉及一种铅污染土壤化学稳定化修复方法，包括步骤：1）制备硫化亚铁微粒悬浮液；2）铅污染土壤预处理；将铅污染土壤破碎过筛得到粒径小于10cm的土壤；3）第一次化学稳定化处理；在经步骤2）处理后的土壤中加入磷酸钠溶液和氯化钠溶液，使土壤的含水率保持在30%～50%，搅拌混合均匀后保湿养护2～5天；4）第二次化学稳定化处理；在经步骤3）处理后的土壤中加入碳酸钙和步骤1）中制备的硫化亚铁微粒悬浮液，使土壤的含水率保持在40%～60%，搅拌混合均匀后保湿养护1～3周即得修复后土壤。本发明提供了一种联合修复方法，结合多种修复药剂的优点，提高铅污染土壤的处理效果，减轻二次污染，处理后土壤中铅的TCLP浸出量可降低到0.25mg/L以下。

技术领域

本发明属于被污染土壤的再生技术领域，具体涉及一种铅污染土壤化学稳定化修复方法。

背景技术

铅是环境中对动植物和人类毒性最强的重金属之一，也是分布广、蓄积能力强、不可生物降解的环境污染物。铅污染土壤后，会通过一系列直接或间接的方式进入人体，对人体健康造成巨大影响；此外，铅对植物根系生长发育影响也很大。

土壤中的铅是一种固液相动态平衡的过程，土壤中铅的活性和毒性也主要取决于该平衡过程，土壤中的铅绝大部分会被土壤中矿物颗粒吸附，部分与土壤中的有机质络合，还有少量铅会以自由离子形式存在，土壤中虽然只有少量的铅以自由离子形式存在，但其反应活性和生物可利用性高，对周围环境毒性影响最大。

土壤铅污染修复技术基本可以分为三类，分别为物理修复、化学修复及生物修复。化学稳定化修复技术具有周期短、效果好、投入低等优势，适用于大面积中低浓度铅污染土壤的修复，其中以磷酸盐化学稳定化修复应用最为广泛。但使用中也存在一些问题，包括：①修复药剂的高效性问题，②修复药剂的经济性问题，③修复后长期稳定性问题，④二次污染问题等。解决上述问题核心在于修复药剂的选择，目前应用较多的修复药剂如磷酸盐、石灰或硫化亚铁微粒悬浮液等，在使用过程中都暴露出一些问题。

铅的磷酸盐被认为是表层土壤环境中最稳定的存在形态，在含氯土壤中能够形成稳定性更好的磷氯铅矿；土壤中投加磷酸盐后，土壤颗粒表面负电荷增加，部分游离态的Pb²⁺被吸附到土壤颗粒表面与磷酸盐发生沉淀或吸附过程，土壤中的可溶性磷酸盐直接和各种形态的Pb发生沉淀、离子交换等作用，实现对铅的稳定化。然而，含磷材料在土壤中的溶解度对其修复效果影响较大，修复后P的浸出会造成二次污染，特别在修复高浓度铅污染土壤时，往往需添加大量的磷酸盐，而大量的磷酸盐加入土壤中存在较大的环境风险，P的浸出造成二次污染的问题凸显。

碳酸盐是在重金属污染土壤修复中应用较多的一类稳定剂，碳酸盐材料能有效促进重金属生成氢氧化物和碳酸盐沉淀，但碳酸盐修复试剂对铅的稳定化效果偏低，处理后土壤中的铅含量难以达到土壤环境质量标准的规定值，因此碳酸盐修复试剂常用于低浓度的铅污染土壤修复。

铅属于亲硫元素，在还原条件下，铅和硫作用形成的方铅矿是最稳定的化学形态。土壤中投加硫化亚铁微粒悬浮液后，在土壤溶液中电离出S^2-，与土壤中Pb²⁺反应生成次生的二级矿物，促使铅从酸可提取态转化为非酸可提取态，从而降低铅的生物可利用性和迁移性。研究表明，还原性条件下，天然硫化物及合成硫化物对土壤中铅的稳定效果明显，不会改变土壤理化性质结构，不会造成二次污染，是一种很好的铅污染土壤修复材料。但对于高浓度铅污染土壤，同等药剂投加摩尔比下，基于反应机制不同，硫化亚铁微粒悬浮液的稳定化修复效果不如磷酸盐；并且，受限于制备硫化亚铁微粒悬浮液中硫化亚铁的浓度，对于高浓度铅污染土壤，硫化亚铁与铅的摩尔比投加量受限，过高的投加量会导致土壤含水率过大，影响实际应用。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种铅污染土壤化学稳定化修复方法，采用二次稳定联合修复技术，保证铅污染土壤特别是高浓度铅污染土壤的处理效果，长期稳定，并减轻二次污染。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：