[发明专利]一种砷污染土壤的氧化自固化处理方法

说明书

本发明公开了一种砷污染土壤的氧化自固化处理方法，包括以下步骤：(1)将钙基材料与砷污染土壤混合得掺钙砷土，再与水混合得掺钙砷土浆；(2)将掺钙砷土浆置于微等离子体电解槽进行微等离子体放电处理，得砷污染土壤氧化自固化浆；将砷污染土壤氧化自固化浆置于模具中养护，得砷污染土壤氧化自固化体。本发明无需加入氧化剂和其它胶凝材料，避免了现有的固化稳定化法所存在的问题。本发明工艺简单，处理效果明显，制备的砷污染土壤氧化自固化体砷浸出浓度最低仅为1.24×10^‑4mg/L，抗压强度最高可达36.45MPa。

技术领域

本发明涉及砷污染土壤的处理方法，尤其涉及一种砷污染土壤的氧化自固化处理方法。

背景技术

砷在土壤中通常以无机化合物和有机化合物形式存在。其中，砷无机化合物的生物毒性要普遍高于砷有机化合物。在相同剂量下，三价砷的毒性是五价砷的60倍左右。砷无机化合物仅通过皮肤接触就可引起中毒。砷是一种强致癌物质，进入人体后可破坏组织细胞内的线粒体酶，从而引起细胞呼吸作用下降。同时，砷污染物还可以与人体组织中的蛋白质结合，从而造成生命体代谢紊乱。砷污染物还会改变中瘤抑制基因，若人体不慎吸收过多砷污染物，会引发各种急性、慢性病，导致肾脏、脾胃、膀胱等组织癌变。

中国目前土壤样点砷超标率为3％，土壤砷污染状况严峻，南方地区的砷污染问题更为突出，约2000万人受到高砷污染的危害。当前砷污染土壤处置技术主要包括：客换土法、植物富集修复法、化学淋洗法、固化稳定化法。其中，固化稳定化法因操作简便、次生污染小、易于推广等特点使用最为广泛。固化稳定化法通常需要同时向砷污染土壤中加入氧化剂和固化胶凝材料，以同时实现砷污染土壤的氧化解毒和固化。然而，以当前的固化稳定化方式处理砷污染土壤也存在诸多问题，如处置过程对氧化剂和胶凝材料性能依赖大；单批次处置所得产品质量仅为处理砷污染土壤量的10％～30％；因氧化剂和胶凝材料选材和比例选择不当导致所制备的固化体砷浸出毒性高、固化体强度低等问题。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种固化体砷浸出浓度低、且固化体强度较高的砷污染土壤氧化自固化处理方法，无需使用氧化剂和固化胶凝材料，处理方法简单。

技术方案：本发明所述的一种砷污染土壤的氧化自固化处理方法，包括以下步骤：

(1)将钙基材料与砷污染土壤混合得掺钙砷土，再与水混合得掺钙砷土浆；

(2)将掺钙砷土浆置于微等离子体电解槽中，一边搅拌一边进行微等离子体放电处理，得砷污染土壤氧化自固化浆；将砷污染土壤氧化自固化浆置于模具中养护7～28 天，得砷污染土壤氧化自固化体。连续搅拌可以使掺钙砷土浆得到充分处理，搅拌速率为60～360rpm。

其中，所述步骤(1)中钙基材料与砷污染土壤的质量比为2.5～17.5:100，钙基材料可为氧化钙、碳酸钙、氢氧化钙或硫酸钙；所述水与掺钙砷土液固比为0.5～1.5:1(mL:g)。

所述步骤(2)中微等离子体电解槽包括样品区、阳极、阴极三个主要部分，阳极和阴极通过导线连接直流电源，微等离子体放电设置在阳极，微等离子体放电过程中通入的气氛从阳极微孔通入到掺钙砷土浆中，阳极和阴极之间加载的电压为300～5000V，阳极和阴极之间电流阈值范围为0.05～50A，微等离子体放电过程中通入的气氛可为空气、氧气或臭氧，微等离子体放电过程中通入的气氛流速为20～1000mL/min，进一步优选为18～1100mL/min，所述微等离子体放电时间为0.45～9h，进一步优选为0.5～7.5h。