[发明专利]一种钚污染土壤化学淋洗剂及钚污染土壤去污处理方法

说明书

本发明公开了一种钚污染土壤化学淋洗剂及钚污染土壤去污处理方法。钚污染土壤化学淋洗剂主要成分为1‑丁基‑3甲基咪唑硫酸氢盐([Bmim]HSO₄)、双氧水和水，通过[Bmim]HSO₄在水溶液中电离出H⁺，提供酸性淋洗环境，借助双氧水的氧化还原作用，破坏土壤中有机物等还原性物质，促进有机结合态钚的提取。钚污染土壤去污处理方法为：将钚污染土壤剔除2cm以上的石块和杂物后粉碎，再用钚污染土壤化学淋洗剂淋洗，淋洗后漂洗，固液分离后完成钚污染土壤的去污处理。

技术领域

本发明涉及放射性污染土壤去污/修复技术领域，具体涉及一种钚污染土壤化学淋洗剂及钚污染土壤去污处理方法。

背景技术

钚是难以清除的土壤放射性污染元素之一，在土壤中以离散、混合、吸附、沉积、凝聚、熔结等多种形态存在。钚同位素不仅有极高的毒性，而且有很长的半衰期(如钚-239，T_1/2＝2.41×10⁴a；钚-240，T_1/2＝6560a；钚-242，T_1/2＝3.87×10⁶a)，进入土壤后与其组分发生吸附、离子交换、络合、氧化-还原等复杂反应且结合紧密，给生态环境和人类健康带来威胁。

污染土壤中钚的清污是一项长期而艰巨的工作，除将钚从土壤中分离外还需将其转化为适宜进一步处理或处置的形式，进行永久的生态隔离。化学淋洗是可选的含钚污染土壤去污方法之一，相比物理、生物等处理方法，该技术快速、高效且彻底，特别适于核事故应急处置中放射性污染的快速修复，以及放射性污染严重、小面积轻质土壤的减容整备处理。

化学淋洗去污主要是借助各类淋洗剂的作用，一方面破除土壤组分对钚的物理或化学吸附，使钚污染物从土壤固相向淋洗液相转移，实现土壤中钚的去污分离；另一方面改变污染土壤的性质实现其稳定化，降低钚污染物迁移扩散的可能性，使含钚废物更适宜进行整备固化、长期贮存和处置。可见，淋洗剂的选择是影响该技术应用的限制性因素之一。

前期针对钚污染土壤化学淋洗去污开展了一些研究工作，涉及的淋洗剂主要有无机酸、有机酸、络合剂和氧化-还原剂等，并且研究发现，无机酸(如盐酸、硫酸、硝酸等)和有机酸(柠檬酸、乙醇酸等)单独使用就能实现土壤中钚高效去污，络合剂(柠檬酸钠、乙二胺四乙酸二钠等)和氧化-还原剂(双氧水、高锰酸钾等)通过与无机酸复配使用，也能获得较高的钚去污效率。这些试剂在使用中各有优缺点，比如无机酸具有对钚溶解能力强、反应速度快、价格低廉等优点，不仅能够溶解单质钚及其氧化物，还能与土壤中钙和镁碳酸盐、磷酸盐、硫化物、铁氧化物等杂质成分发生反应，甚至可以溶解矿物使得残渣态钚释出，因此具有很大的实际应用价值和潜力。但过程中也发现，无机酸虽然对钚的去污效率较高，但在淋出钚的同时会导致土壤基体矿物组分大量溶出，增加后续淋洗废液处理难度以及需要进一步处理或处置的重污染废物的量，不利于污染物减容。因此，需要针对已有的试剂问题，持续推进淋洗剂的开发与研究。

离子液体是一种新型的绿色溶剂，是完全由特定的阴、阳离子构成的在室温下或近室温下呈液态的熔盐体系，具有很多传统溶剂和电解质不能比拟的突出优点，如无毒、无可燃性、无显著蒸气压、高的热稳定性和化学稳定性、优良的溶解性能、优异的电化学特性、易回收及可设计等，这些优点令离子液体在萃取分离、矿物浮选、分析化学等领域展现出了广阔的应用前景。但目前将离子液体直接用于土壤中钚的去污分离尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于解决传统无机酸淋洗去污导致污染土壤质量损失大、淋洗废液中共存阳离子含量高、废液处理后二次废物量多等问题，提供一种钚污染土壤化学淋洗剂及钚污染土壤去污处理方法，在实现污土中钚高效分离的同时，减少土壤基体矿物组分的溶出。

本发明通过以下技术方案实现上述技术目的。

本发明技术方案之一，提供一种钚污染土壤化学淋洗剂，由以下按质量百分数计的原料组成：