[发明专利]一种修复砷污染土壤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤污染修复技术领域，具体涉及一种修复砷污染土壤的方法。

背景技术

在环境化学污染物中，砷是最常见、危害居民健康最严重的污染物之一。特别是随着现代工农业生产的发展，砷对环境的污染日趋严重。砷污染的主要来源主要包括：(1)砷化物的开采和冶炼。特别是在我国流传广泛的土法炼砷，常造成砷对环境的持续污染；(2)在某些有色金属的开发和冶炼中，常常有或多或少的砷化物排出，污染周围环境；(3)砷化物的广泛利用如含砷农药的生产和使用，又如作为玻璃、木材、制革、纺织、化工、陶器、颜料、化肥等工业的原材料，均增加了环境中的砷污染量；(4)煤的燃烧，可致不同程度的砷污染。

砷在土壤中以多种形态存在，但一般多以无机化合物的形态存在，如以五价砷、三价砷等形态；有时也会以有机化合物的形态存在，如一甲基砷(MMA)、二甲基砷(DMA)、三甲基砷(TMA)等。有研究发现，通常在自然状态下有机态砷的含量非常低，而无机态砷的含量及毒性均大于有机态下砷，且三价砷的毒性是五价砷的60倍，是甲基砷(MMA、DMA)毒性的70倍。因此，无机态砷被美国环境保护协会列为头号环境污染物，并制定了一系列土壤、水体及农产品中砷含量的阈值。砷污染物在土壤中的残留严重危害环境安全和人体健康，砷污染土壤的治理引起了国内外环保工作者的重视，砷污染土壤的治理和修复已成为环保界研究的热点问题之一。

目前常用的砷污染土壤修复技术有植物修复法、客土换土法、土壤清洗法、微生物修复法、固化稳定化修复法等。淋洗法和固化/稳定化法并未将土壤中的砷彻底去除，易造成土壤的二次污染。植物修复法一般耗时较长，可能需要几十年的时间。生物修复剂有效菌种少，菌种存活性差，难以取得长期治理效果。在国内已经完成的砷污染土壤修复工程中，采用较多的技术为固化稳定化技术，工程实施所用的砷污染土壤固化稳定化药剂一般由磷酸盐、硅酸盐水泥、炉渣、石膏、铁矿石粉末等构成，施用这类药剂处理后的土壤存在pH较高、增容比比较大、土壤结构被破坏等问题，且砷仍留在土壤中，易产生二次污染，目前市售的砷污染土壤固化稳定化药剂价格比较昂贵也是突出的问题。

利用直流电场富集技术与生物富集、理化富集等相比具有诸多优点：它可适用的污染物质种类十分广泛；能同时运用于饱和及非饱和，黏性和半黏性的土壤，具有相当高的经济效益；可同时与其他技术联合使用；对土壤的性质结构危害小，不易形成二次污染；更适合综合治理渗透系数低的密质土壤等。申请号为200510031863(公开号为CN1714955A)重金属污染土壤阴极酸化电动力修复方法公开了一种重金属污染土壤阴极酸化电动力修复方法，其主要步骤为：将经自然风干去杂质的土壤中加入离子水，搅拌静置处理，处理的污染土壤装入电动力修复装置的土壤室，然后向各极电解室中输入电解液后静置，再通入恒直流电，污染土壤中的重金属在修复过程中不断从土壤中解吸出来，并在电场的作用下迁移出土壤，从而实现对重金属污染土壤的治理。但是存在修复时间长、耗电过多，后续分离处理复杂，成本高的缺点。

综上，研究一种砷去除率高、修复时间短、后续处理方便、成本低廉的砷污染土壤的修复方法具有重要意义。

发明内容

鉴于现有砷污染土壤的修复方法的不足，本发明的目的在于提供一种操作难度小、砷去除率高、修复时间短的一种修复砷污染土壤的方法。具体技术方案如下：

一种修复砷污染土壤的方法，该方法分为以下步骤：

步骤一、土壤淹水及砷含量检测：对砷污染土壤干燥去杂、粉碎，注水浇灌，搅拌均匀，保持其含水量为25～35％，检测土壤中砷含量；

步骤二、砷离子富集：在目标土壤上下两侧设置直流电场，土壤位于两电极的中间，土壤与两电极间设置有滤网，阴极室位于土壤上侧，阴极室加入化学络合剂EDTA，阴极室与土壤之间设置阳离子交换膜；通电后，电极反应发生，阳极反应生成的H⁺使土壤中吸附的砷不断解吸，并在电场作用下向阴极迁移，逐渐富集在阴极区域即土壤表层；

步骤三、将砷污染土壤修复剂在土壤表面平铺3～5cm：所述砷污染土壤修复剂的组分及质量分数为改性生物炭粉末30～45％、粉煤灰20～30％、生石灰15～25％、膨润土15～20％；

步骤四、光照、修复：开启紫外灯，照射6小时以上，土壤表层修复剂固化，呈胶凝状，检测固化层以下土壤中砷含量；

步骤五、关闭电源，移除土壤表面固化的修复剂层。