重金屬污染土壤/尾礦庫尾砂的靜態鈍化吸附修復方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于固體廢物資源化利用和土壤污染治理技術領域，特別涉及一種重金屬污染土壤/尾礦庫尾砂的靜態鈍化吸附修復方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會經濟的飛速發展，以砷、銻和鉻為代表的土壤重金屬污染問題日益突出，重金屬土壤污染對生態環境、食品安全和人身健康帶來的威脅越來越受公眾關注。目前，對重金屬污染土壤的修復方法有植物修復法、化學鈍化修復法、化學淋溶收集處理法和電動修復法等。其中化學鈍化修復法是通過向土壤投加適宜的化學鈍化劑，通過原位吸附和沉淀作用使土壤中重金屬穩定或者阻隔并快速吸附溶出的重金屬離子，降低其在土壤環境中的生物可利用性和迀移性，從而達到穩定和修復受重金屬污染土壤的目的，該方法因其見效快、工程操作簡單等優點備受重視。
[0003]重金屬污染土壤的鈍化吸附修復方法的關鍵在鈍化劑的選擇，目前，已經有國內外研宄者報道了以石灰、碳酸鈣、粉煤灰、磷灰石、沸石及有機堆肥對Cd、Pb、Zn、Hg、Cr、As等重金屬污染土壤的修復應用，同時也見有多種鈍化材料的共同使用報道。
[0004]以桉樹遺態結構Fe/C復合吸附劑為代表的植物遺態結構多孔重金屬吸附劑由于其特殊的內部結構的三維網絡連通性，粉末狀材料對水中砷、銻和鉻具有快速的吸附凈化性能。以此為靜態鈍化吸附劑，科學確定受污染土壤和鈍化吸附劑的比例，淋溶液的PH值、淋溶反應環境溫度，開發出一種重金屬污染土壤的靜態鈍化吸附修復方法，對土壤重金屬污染的修復處置，尾砂庫的鈍化阻隔吸附修復有極其重要的意義。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種重金屬污染土壤/尾礦庫尾砂的靜態鈍化吸附修復方法。
[0006]本發明的思路:以粉末狀高效重金屬吸附劑為鈍化劑，按照一定比例混合鈍化劑和重金屬污染物，模擬酸雨對樣品進行淋溶處理，結合適宜的PH值、淋溶反應環境溫度，集成開發出一種重金屬污染土壤/尾礦庫尾砂的靜態鈍化吸附修復方法。
[0007]具體步驟為:
(I)將受重金屬污染土壤或尾礦庫尾砂粉碎，自然晾干，過100~200目篩，取篩下物。
[0008](2)配制粒徑為100目的重金屬吸附劑，具體方法見專利號為ZL 201110133840.1的專利。
[0009](3)按照硫酸與硝酸摩爾比為4:1配制混合酸，然后用蒸餾水調節分別配成pH值為5.0和3.0的模擬酸雨溶液。
[0010](4)將步驟⑴制得的篩下物與步驟(2)配制的重金屬吸附劑分別按照質量比為1:0、4:1、8:1或16:1混合，然后用非磁性攪拌設備進行充分混合，混合均勻后，完成樣品配比預處理。
[0011](5)將20~30克步驟(4)制得的產物與步驟(3)配制的模擬酸雨溶液按照土水比例1:2~4混合于具塞錐形瓶中，并在25~45°C范圍內以2°C等步梯度升溫并恒溫水浴1~60天，完成靜態浸漬。
[0012](6)在步驟(5)進行的過程中，分別在第0.5、1、2、5、10、15、20、25、30、50、60天取1ml上清液，測定其重金屬元素的含量，考察靜態浸漬實際浸出的重金屬量，以確定是否完成靜態鈍化吸附修復重金屬污染土壤/尾礦庫尾砂工序；當靜態浸漬實際浸出的重金屬量低于規定值，則完成土壤/尾礦庫尾砂重金屬污染的靜態鈍化吸附修復，其中毒性鑒別按照《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB 5085.3-2007)相關標準值執行。
[0013]所述步驟(6)中每次上清液取樣后需立即補充相同體積的步驟(3)配制的模擬酸雨溶液；取樣引起的浸出液實際重金屬濃度需進行修正，修正方法如下:
第一次實際濃度為第一次實測取樣濃度；
第二次實際濃度=(第二次實測濃度X溶液總體積+第一次實測濃度X取樣體積)/溶液總體積；
第三次實際濃度=(第三次實測濃度X溶液總體積+第二次實測濃度X取樣體積+第一次實測濃度X取樣體積)/溶液總體積；
以此類推。
[0014]本發明方法工藝簡單易行，相關材料制劑制備費用低廉，使用的設備常規化，同時由于利用吸附劑材料與受污染土壤/尾砂的固相混合，繼而利用酸雨模擬溶液進行浸溶即可完成土壤/尾砂的靜態鈍化吸附修復，大大提高了固相物質重金屬污染鈍化修復的效果；本方法能夠廣泛應用于重金屬污染固廢處理中。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明實施例1中溫度為35°C，pH值=5條件下對砷污染土壤的鈍化吸附修復過程曲線。
[0016]圖2為本發明實施例2中溫度為35°C，pH值=5條件下對礦砂中砷污染的鈍化吸附修復過程曲線。
【具體實施方式】
[0017]實施例1:
(I)稱取25g未受重金屬污染土壤樣品粉碎，然后與10mL濃度為150mg/L的含砷廢水加入到250mL具塞錐形瓶中，水浴恒溫振蕩至飽和(35°C;150r/min ;24h)后過濾，濾渣樣品自然晾干后過200目篩，取篩下物。
[0018](2)配制粒徑為100目的重金屬吸附劑，具體方法見專利號為ZL 201110133840.1的專利。
[0019](3)按照硫酸與硝酸摩爾比為4:1配制混合酸，然后用蒸餾水調節分別配成pH值為5.0的模擬酸雨溶液。
[0020](4)將步驟⑴制得的篩下物與步驟(2)配制的重金屬吸附劑分別按照質量比為1:0、4:1、8:1和16:1混合，然后用非磁性攪拌設備進行充分混合，混合均勻后，完成樣品配比預處理。
[0021](5)將25克步驟(4)制得的產物與步驟(3)配制的模擬酸雨溶液按照土水比例1:2.5混合于具塞錐形瓶中，并從25 °C以2 °C等步梯度升溫至35 °C，并恒溫水浴60天，完成靜態浸漬。
[0022](6)在步驟(5)進行的過程中，分別在第0.5、1、2、5、10、15、20、25、30、50、60天取1ml上清液，測定其重金屬元素的含量，考察靜態浸漬實際浸出的重金屬量，以確定是否完成靜態鈍化吸附修復重金屬污染土壤工序；當靜態浸漬實際浸出的重金屬量低于規定值，則完成土壤重金屬污染的靜態鈍化吸附修復，其中毒性鑒別按照《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB 5085.3-2007)相關標準值執行。
[0023]所述步驟(6)中每次上清液取樣后需立即補充相同體積的步驟(3)配制的模擬酸雨溶液；取樣引起的浸出液實際重金屬濃度需進行修正，修正方法如下:
第一次實際濃度為第一次實測取樣濃度；
第二次實際濃度=(第二次實測濃度X溶液總體積+第一次實測濃度X取樣體積)/溶液總體積；
第三次實際濃度=(第三次實測濃度X溶液總體積+第二次實測濃度X取樣體積+第一次實測濃度X取樣體積)/溶液總體積；
以此類推。
[0024]實施例2:
(I)稱取25g金城江某尾礦庫的尾砂粉碎，自然晾干后過200目篩，取篩下物。
[0025](2)配制粒徑為100目的重金屬吸附劑，具體方法見專利號為ZL 201110133840.1的專利。
[0026](3)按照硫酸與硝酸摩爾比為4:1配制混合酸，然后用蒸餾水調節分別配成pH值為5.0的模擬酸雨溶液。
[0027](4)將步驟⑴制得的篩下物與步驟(2)配制的重金屬吸附劑分別按照質量比為1:0、4:1、8:1和16:1混合，然后用非磁性攪拌設備進行充分混合，混合均勻后，完成樣品配比預處理。
[0028](5)將25克步驟(4)制得的產物與步驟(3)配制的模擬酸雨溶液按照土水比例1:2.5混合于具塞錐形瓶中，并從25°C以2°C等步梯度升溫至35°C，并在35°C恒溫水浴60天，完成靜態浸漬。
[0029](6)在步驟(5)進行的過程中，分別在第0.5、1、2、5、10、15、20、25、30、50、60天取1ml上清液，測定其重金屬元素的含量，考察靜態浸漬實際浸出的重金屬量，以確定是否完成靜態鈍化吸附修復重金屬污染尾砂工序；當靜態浸漬實際浸出的重金屬量低于規定值，則完成尾礦庫尾砂重金屬污染的靜態鈍化吸附修復，其中毒性鑒別按照《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB 5085.3-2007)相關標準值執行。
[0030]所述步驟(6)中每次上清液取樣后需立即補充相同體積的步驟(3)配制的模擬酸雨溶液；取樣引起的浸出液實際重金屬濃度需進行修正，修正方法如下:
第一次實際濃度為第一次實測取樣濃度；
第二次實際濃度=(第二次實測濃度X溶液總體積+第一次實測濃度X取樣體積)/溶液總體積；
第三次實際濃度=(第三次實測濃度X溶液總體積+第二次實測濃度X取樣體積+第一次實測濃度X取樣體積)/溶液總體積；
以此類推。
【主權項】
1.一種重金屬污染土壤/尾礦庫尾砂的靜態鈍化吸附修復方法，其特征在于具體步驟為: (1)將受重金屬污染土壤或尾礦庫尾砂粉碎，自然晾干，過100~200目篩，取篩下物； (2)配制粒徑為100目的重金屬吸附劑，具體方法見專利號為ZL201110133840.1的專利； (3)按照硫酸與硝酸摩爾比為4:1配制混合酸，然后用蒸餾水調節分別配成pH值為.5.0和3.0的模擬酸雨溶液； (4)將步驟⑴制得的篩下物與步驟(2)配制的重金屬吸附劑分別按照質量比為1:0、.4:1、8:1或16:1混合，然后用非磁性攪拌設備進行充分混合，混合均勻后，完成樣品配比預處理； (5)將20~30克步驟(4)制得的產物與步驟(3)配制的模擬酸雨溶液按照土水比例.1:2~4混合于具塞錐形瓶中，并在25~45°C范圍內以2°C等步梯度升溫并恒溫水浴1~60天，完成靜態浸漬； (6)在步驟(5)進行的過程中，分別在第0.5、1、2、5、10、15、20、25、30、50、60天取1ml上清液，測定其重金屬元素的含量，考察靜態浸漬實際浸出的重金屬量，以確定是否完成靜態鈍化吸附修復重金屬污染土壤/尾礦庫尾砂工序；當靜態浸漬實際浸出的重金屬量低于規定值，則完成土壤/尾礦庫尾砂重金屬污染的靜態鈍化吸附修復，其中毒性鑒別按照《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB 5085.3-2007)相關標準值執行； 所述步驟￠)中每次上清液取樣后需立即補充相同體積的步驟(3)配制的模擬酸雨溶液；取樣引起的浸出液實際重金屬濃度需進行修正，修正方法如下: 第一次實際濃度為第一次實測取樣濃度； 第二次實際濃度=(第二次實測濃度X溶液總體積+第一次實測濃度X取樣體積)/溶液總體積； 第三次實際濃度=(第三次實測濃度X溶液總體積+第二次實測濃度X取樣體積+第一次實測濃度X取樣體積)/溶液總體積； 以此類推。
【專利摘要】本發明公開了一種重金屬污染土壤/尾礦庫尾砂的靜態鈍化吸附修復方法。該方法以粉末狀高效重金屬吸附劑為鈍化劑，按照一定比例混合鈍化劑和重金屬污染物，模擬酸雨對樣品進行淋溶處理，結合適宜的pH值、淋溶反應環境溫度，集成開發出一種重金屬污染土壤/尾礦庫尾砂的靜態鈍化吸附修復方法。本發明方法工藝簡單易行，相關材料制劑制備費用低廉，使用的設備常規化，同時由于利用吸附劑材料與受污染土壤/尾砂的固相混合，繼而利用酸雨模擬溶液進行浸溶即可完成土壤/尾砂的靜態鈍化吸附修復，大大提高了固相物質重金屬污染鈍化修復的效果；本方法能夠廣泛應用于重金屬污染固廢處理中。
【IPC分類】B09C1/00
【公開號】CN104889148
【申請號】CN201510262028
【發明人】朱宗強, 劉輝利, 朱義年, 梁延鵬, 唐沈, 牛延龍, 黃彬, 鄧歡, 魏彩春
【申請人】桂林理工大學
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月21日