一种修复锑污染土壤的调理剂及其使用方法与流程

本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种修复锑污染土壤的调理剂及其使用方法。

背景技术：

我国生态环境部和自然资源部共同颁布的《全国土壤污染状况调查公报（2014）》中显示：我国土壤污染物超标的采样点占比达16.1%，其中，土地利用类型中的耕地的土壤污染超标率最多达19.1%，且重污染企业用地、工业废弃地、采矿区的污染点位占比分别为36.3%、34.9%、33.4%。土壤污染中的主要污染物为无机污染物，而无机污染物中以重金属为主要的污染物，如重金属cd、ni、cu、pb、zn等，其中，cd是几种重金属中超标最严重的元素。另外，通过对2000年-2018年之间长江经济带主要省份的土壤重金属数据研究发现，长江经济带中游地区的cd、as、ni均分别超过国标（gb15618-1995）二级标准的6.7倍、1.2倍、1.1倍，上游地区的cd和hg分别超标15.8倍、2.4倍。在对采集自湖南湘江沿岸72个土壤样品分析发现，有26.5%的cd点位超标、有12.5%的pb、8.4%的zn点位超标。由此可见我国土壤重金属污染的问题严峻，形势不容乐观，亟待解决。

目前，重金属的修复技术注重防治结合，即一方面修复土壤，另一方面防止新污染进入，这需要大量的资金、人力和物力。土壤修复的同时还需要与实际的情况相结合，综合考虑土壤理化性质、土壤肥力保持、修复效益与费用、政府政策引导、居民接受程度等因素。

当前，主要有两类土壤重金属污染修复方法，其一，采用土壤钝化-稳定化、水肥管控和低积累植物筛选等一系列，以降低重金属在土壤中的活性、抑制植物等对重金属离子的吸收富集为手段，最终达到减少人体摄入重金属含量的目的；其二，以减少土壤中重金属总量为目标，可以采用的修复技术包括植物萃取、氧化还原法、物理加热法等。在实际土壤重金属修复过程中需要考虑到修复成本、效率等问题，比如工程措施一般修复成本较高，对土壤扰动较大；植物修复耗时较长、回收的植物处理复杂等问题，因此在修复过程有一定的限制。同时，土壤钝化-稳定化修复技术操作便捷、修复费用较少，适合大范围的修复治理。采用土壤钝化-稳定化修复技术修复锑污染土壤时，存在修复效果不明显的现象。

技术实现要素：

本发明提供一种修复锑污染土壤的调理剂及其使用方法，以解决现有技术修复锑污染土壤修复效果不明显的问题。

本发明提供一种修复锑污染土壤的调理剂，该调理剂的制备原料包括消石灰、煤灰、磷酸二氢钙和硫酸亚铁。另外，该调理剂中，要求锑含量≤0.0002%、砷含量≤0.001%、、镉含量≤0.0003%、铅含量≤0.0005%以及铬含量≤0.0005%。

本申请中的消石灰主要成分为氢氧化钙，氢氧化钙在消石灰中的含量≥90%，钙含量≥45%。消石灰的粒径≤0.150mm。

本申请中的煤灰为煤完全烧结后的废弃煤渣磨细后的粉末，其纯度≥90%，粒径≤0.250mm。

本申请中的磷酸二氢钙为磷酸二氢钙结晶性粉末，其纯度≥90%，粒径≤0.150mm。

本申请中的硫酸亚铁为蓝绿色结晶细小颗粒，其纯度为分析纯，粒径≤0.500mm。

在本申请提供的调理剂的制备原料中，各原料的质量分数分别为消石灰70-87%、煤灰5-15%、磷酸二氢钙5-10%和硫酸亚铁2-5%。较为优选地，消石灰80%、煤灰10%、磷酸二氢钙8%和硫酸亚铁2%。

本申请还提供修复锑污染土壤的调理剂的使用方法，该方法包括：

s01：将消石灰、煤灰和磷酸二氢钙混合均匀，得到预稳定化调理剂；

按照一定的质量配比分别称取消石灰、煤灰、磷酸二氢钙和硫酸亚铁。将消石灰、煤灰和磷酸二氢钙混合均匀，得到预稳定化调理剂。

s02：将所述预稳定化调理剂与锑污染土壤混合均匀，形成混合土壤；

将配置好的预稳定化调理剂与锑污染土壤混合均匀，形成混合土壤。其中，预稳定化调理剂的添加量为锑污染土壤质量的2-5%。

s03：所述混合土壤的湿度达到20-30%时，向所述混合土壤中加入硫酸亚铁，稳定化48h后，得到修复后的土壤。

测试混合土壤的湿度，当混合土壤的湿度达到20-30%时，向混合土壤中加入硫酸亚铁，混合均匀后稳定化48h，得到修复后的土壤。当混合土壤的湿度未达到20-30%时，向混合土壤中添加超纯水，以使混合土壤的湿度达到20-30%。较为优选地，混合土壤的湿度为25%。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明提供一种修复锑污染土壤的调理剂及其使用方法，该调理剂的制备原料包括消石灰、煤灰、磷酸二氢钙和硫酸亚铁。该调理剂施用于锑污染土壤后能够显著降低重金属锑的污染，且重金属污染土壤中锑的稳定化率可达95%以上；同时对污染土壤中砷、锰、镉等重金属的污染有不同比例的显著降低。该调理剂的施用不会产生新的环境风险，对所修复的土壤无二次污染，能够长期保存重金属锑的稳定性，防治重金属锑再次释放出来。另外，调理剂施用于污染土壤后，养护时间短，操作简便，适合于大范围的修复。该调理剂的制备原料为常见材料，来源广泛、成本低廉，因而土地修复成本较低。本发明提供的调理剂的使用方法操作便捷、实用性强。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

具体实施方式

实施例1

本发明实施例提供一种修复锑污染土壤的调理剂，该调理剂的制备原料按照质量分数分别包括消石灰80%、煤灰10%、磷酸二氢钙8%和硫酸亚铁2%。

实施例2

本发明实施例提供一种修复锑污染土壤的调理剂，该调理剂的制备原料按照质量分数分别包括消石灰70%、煤灰15%、磷酸二氢钙10%和硫酸亚铁5%。

实施例3

本发明实施例提供一种修复锑污染土壤的调理剂，该调理剂的制备原料按照质量分数分别包括消石灰87%、煤灰5%、磷酸二氢钙5%和硫酸亚铁3%。

实施例4

本发明实施例提供一种修复锑污染土壤的调理剂，该调理剂的制备原料按照质量分数分别包括消石灰81%、煤灰8%、磷酸二氢钙7%和硫酸亚铁4%。

为了阐明本发明对不同锑污染的酸性土壤具有稳定固定化的普适性，以实施例1提供的调理剂进行进一步表述：

1、供试土样

分别从福建省南安市某造纸厂附近、福建省福州市闽清县某陶瓷加工厂附近、福建省晋江市某化工厂附近选取土壤为供试土壤，用竹刀分别采集各自地点2.5kg左右0-25cm表层的土壤，并依次标号为a、b、c。选取的供试土壤去除杂质，置于干净木盘中，自然风干后过20目网筛备用。

2、稳定化处理：

分别取a、b、c土样各三份，每份称重100g，并分别置于洁净的500ml烧杯中。其中，编号为a-ck、b-ck、c-ck的样本为a、b、c土样空白处理样本；编号为a-3%、b-3%、c-3%的样本为向a、b、c土样中分别加入3g实施例1制备的调理剂的试验例；编号为a-5%、b-5%、c-5%的样本为向a、b、c土样中分别加入5g实施例1制备的调理剂的试验例。

具体的，分别向编号为a-3%、b-3%、c-3%的样本中分别加入3g实施例1制备的调理剂，混合均匀。其中3g调理剂中，消石灰、磷酸二氢钙、煤灰的总质量为2.94g。分别向编号为a-3%、b-3%、c-3%的样本中加入适量超纯水至含水量为25%左右，污染土壤呈湿润半干状态，再加入0.06g的硫酸亚铁，混合均匀后，稳定化48h。

分别向编号为a-5%、b-5%、c-5%的样本中分别加入3g实施例1制备的调理剂，混合均匀。其中5g调理剂中，消石灰、磷酸二氢钙、煤灰的总质量为4.9g。分别向编号为a-5%、b-5%、c-5%的样本中加入适量超纯水至含水量为25%左右，污染土壤呈湿润半干状态，再加入0.1g的硫酸亚铁，混合均匀后，稳定化48h。

3、测试方法

参照《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》（hj557-2010）对土样a-ck、b-ck、c-ck、a-3%、b-3%、c-3%、a-5%、b-5%、c-5%分别进行浸出试验，采用电感耦合等离子质谱仪（icp-ms）检测浸出液中锑（sb）、铅（pb）、镉（cd）、锰（mn）、锌（zn）的浓度以及浸出液的ph值，同时做质量控制处理。检测数据如表1所示，其中，稳定化率＝(初始未稳定化土壤中重金属浸提浓度-稳定化后的土壤中重金属浸提浓度)/初始未稳定化土壤中重金属浸提浓度×100％。

表1：a、b、c土样采用本申请实施例提供的调理剂处理前后的重金属浸出浓度和ph值

由表1可见，土壤浸提出的锑以及铅、镉、锰、锌重金属浓度的稳定化率均达到98%以上，其中土壤锑、铅、锰、锌重金属稳定化率达到99%以上。由此可见，本申请实施例提供的调理剂对酸性土壤中锑以及铅、镉、锰、锌重金属起到显著的稳定化效果，且能够有效改善土壤的结构，修复污染土壤，具有广泛的应用价值。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本发明并不局限于上面已经描述的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

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