鉛汙染土壤酸性磷酸鹽穩定化修複方法
2023-05-09 01:12:21
鉛汙染土壤酸性磷酸鹽穩定化修複方法
【專利摘要】本發明公開了一種鉛汙染土壤酸性磷酸鹽穩定化修復的方法，其特徵在於：包括如下步驟：在鉛汙染的土壤中，添加磷酸鈉及磷酸混合溶液，攪拌均勻，然後養護。本發明穩定化處理後含鉛汙染土壤中浸出液的含鉛量均低於《生活垃圾填埋場汙染控制標準》中含鉛量濃度限值0.25mg/L。本發明穩定化處理時間僅需3d，周期短。酸性磷酸鹽溶液穩定化處理時間短的原因在於氫離子可以促進弱酸形態鉛的溶解，此外，磷酸根離子能和鉛離子生成難溶於水的磷酸鉛沉澱物。
【專利說明】鉛汙染土壤酸性磷酸鹽穩定化修複方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鉛汙染土壤的修複方法，特別涉及一種鉛汙染土壤酸性磷酸鹽穩定化修復的方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會經濟的發展，環境問題引起人們越來越多的關注，重金屬汙染物通過各種途徑進入土壤，其中鉛是最常見的土壤汙染重金屬之一。造成土壤鉛汙染的主要原因可歸結於燃煤、工業用鉛、汽車尾氣、採礦和冶煉等。土壤中鉛可通過食物鏈或呼吸進入人體後，身體呈現噁心、嘔吐、便秘、腹瀉等症狀；其重症者還呈現肝病、周圍神經病、溶血性貧血等。鉛是植物的非必須元素，當它與植物接觸後就會對植物產生一定的毒害作用，輕則使植物體內的代寫過程紊亂，生長發育受到抑制，重則導致植物死亡。通過穩定化降低土壤中鉛的有效性是鉛汙染土壤修復的首選途徑，而磷酸鹽是穩定化效果最好的藥劑。
[0003]一般認為，在鉛汙染土壤中添加磷酸鹽後會形成難溶性的磷酸鉛類沉澱。這類沉澱的水溶性極低，從而可以有效降低土壤中的有效態鉛。磷酸鹽對鉛汙染土壤修復的主要機制包括環境化學和生理生化兩種機制:前者主要是由於土壤中Pb2+直接被磷酸鹽吸附及po43_誘導的間接作用吸附，以及Pb2+與土壤溶液中的PO廣形成磷酸鹽沉澱等；後者主要指Pb2+與植物細胞壁和液泡內含磷物質形成沉澱，從而降低了鉛離子在植物體內的木質部長距離輸送。研宄表明，單獨添加磷酸鹽溶液穩定化處理鉛汙染土壤不僅效率低，並且耗費周期偏長。
[0004]CN102416403A公開了一種鹽酸和磷酸二氫鉀結合穩定石灰性鉛汙染土壤中的鉛，在石灰性鉛汙染土壤中同時添加鹽酸和磷酸二氫鉀，可起到顯著降低石灰性鉛汙染土壤中鉛的有效性的效果，該方法養護周期長，不能達到完全穩定土壤中鉛的效果，穩定前後，土壤浸出液中鉛含量還為處理前的20%左右。效果不明顯。不能滿足《生活垃圾填埋場汙染控制標準》中最高濃度限值0.25mg/L的要求。
【發明內容】
[0005]針對現有的問題，本發明的目的在於提供一種處理周期短，效果好的鉛汙染土壤酸性磷酸鹽穩定化修複方法。
[0006]為了實現上述目的，本發明的技術方案為:一種鉛汙染土壤酸性磷酸鹽穩定化修復的方法，其特徵在於:包括如下步驟:在鉛汙染的土壤中，添加磷酸鈉及磷酸混合溶液，攪拌均勻，然後養護。
[0007]作為上述方案的優選:具體步驟為:稱取鉛汙染土壤，測定含鉛量，然後稱取過量的磷酸鈉，將磷酸鈉溶於質量分數為5 %?20 %的磷酸溶液中，攪拌均勻，每10g 土壤需要磷酸溶液5-15ml。
[0008]將上述磷酸鈉和磷酸溶液均勻噴灑在鉛汙染土壤上，攪拌均勻，使得土壤的pH小於5 ;調節土壤含水量為18% -23%，保持該含水率，室溫下養護3天。
[0009]作為進一步的優選:所述磷酸鈉的量為鉛汙染土壤質量的5% -9%。
[0010]作為進一步的優選:對於鉛含量約為1000mg/kg的鉛汙染土壤，加入土壤質量分數5-7%的磷酸鈉，每10g 土壤添加5?IlmL質量分數為8.0%?13%的磷酸溶液；
[0011]對於鉛含量約為3000mg/kg的鉛汙染土壤，加入土壤質量分數6_8%的磷酸鈉，每10g 土壤添加7?13mL質量分數為10%?15%的磷酸溶液；
[0012]對於鉛含量約為6000mg/kg的鉛汙染土壤，加入土壤質量分數7_9%的磷酸鈉，每10g 土壤添加8?14mL質量分數為13%?18%的磷酸溶液；
[0013]對於鉛含量約為9000mg/kg的鉛汙染土壤，加入土壤質量分數9_11 %的磷酸鈉，每10g 土壤添加9?15mL質量分數為15%?20%的的磷酸溶液。
[0014]穩定化處理後浸出液的製備及測試:穩定化處理的含鉛汙染土壤浸出液的製備嚴格按照《固體廢物浸出毒性浸出方法醋酸緩衝液法》HJ/T 300-2007進行。而其中浸出液的含鉛量採用原子石墨爐吸收法測試。
[0015]本發明中，酸性磷酸鹽溶液可穩定化處理含鉛汙染土壤中的有效態鉛。
[0016]本發明的有益效果是:1、穩定化處理後含鉛汙染土壤中浸出液的含鉛量均低於《生活垃圾填埋場汙染控制標準》中含鉛量濃度限值0.25mg/Lo
[0017]2、本發明穩定化處理時間僅需3d，周期短。酸性磷酸鹽溶液穩定化處理時間短的原因在於氫離子可以促進弱酸形態鉛的溶解，此外，磷酸根離子能和鉛離子生成難溶於水的磷酸鉛沉澱物。
【具體實施方式】
[0018]下面結合具體實施例對本發明做進一步的描述:
[0019]實施例1
[0020]原土浸出液含鉛量:按照《固體廢物浸出毒性浸出方法醋酸緩衝液法》HJ/T300-2007 方法，鉛含量為 1000mg/kg、3000mg/kg、6000mg/kg 和 9000mg/kg 的汙染土壤浸出液的含鉛量分別為 51.8mg/L、81.9mg/L、161.6mg/L 和 278.9 mg/L。
[0021]實施例2
[0022]1000mg/kg 土壤穩定化處理:稱取10g鉛濃度約為1000mg/kg的土壤五份；分別將土壤質量的2.0%、3.0%、3.5%,4.0%、5.0%、6.0%和7.0%的磷酸鹽溶於1mL質量分數為10 %的磷酸液中；將上述製備的混合溶液均勻噴灑到土壤中，攪拌均勻，使得土壤的pH小於5，調節土壤含水量為18% -23%，保持該含水率，室溫養護3d後，測試土壤浸出液含鉛量分別為 1.762mg/L、0.8926mg/L、0.6614mg/L、0.4651mg/L、0.2187mg/L、0.1867mg/L和0.1534mg/Lo其中加入5.0-7.0%的磷酸鈉的實驗能滿足浸出液中鉛含量低於0.25mg/L的要求。
[0023]實施例3
[0024]3000mg/kg 土壤穩定化處理:稱取10g鉛濃度約為3000mg/kg的土壤五份；分別將土壤質量的3.0%,4.0%,4.5%,5.0%、6.0%,7.0%和8.0%的磷酸鈉溶於1mL質量分數為13%的磷酸溶液中；將上述製備的混合溶液均勻噴灑到土壤中，攪拌均勻，使得土壤的pH小於5，攪拌均勻、調節土壤含水量為18% -23%，保持該含水率，室溫養護3d後，測試土壤浸出液含鉛量分別為 1.861mg/L、L 131mg/L、0.6272mg/L、0.4211mg/L、0.2294mg/L、0.1876mg/L和0.1438mg/L。其中加入6.0-8.0%的磷酸鈉的實驗能滿足浸出液中鉛含量低於0.25mg/L的要求。
[0025]實施例4
[0026]測定鉛含量為6000mg/kg 土壤穩定化處理:稱取10g鉛濃度約為6000mg/kg的土壤五份；分別將土壤質量的4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%和9.0%的磷酸鈉溶於12mL質量分數為15%的磷酸溶液中；將上述製備的混合溶液均勻噴灑到土壤中，攪拌均勻，使得土壤的pH小於5，攪拌均勻、調節土壤含水量為18% _23%，保持該含水率，室溫養護 3d 後，測試土壤浸出液含鉛量分別為 1.621mg/L、l.028mg/L、0.6915mg/L、0.2342mg/L、
0.1976mg/L和0.1639mg/L。其中加入7.0-9.0%的磷酸鈉的實驗能滿足浸出液中鉛含量低於0.25mg/L的要求。
[0027]實施例5
[0028]測定鉛含量為9000mg/kg 土壤穩定化處理:稱取10g鉛濃度約為9000mg/kg的土壤五份；分別將土壤質量的5.0%、6.0%、7.0%、8.0%、9.0%、10.0%和11.0%的磷酸鈉溶於14mL質量分數為18%的磷酸溶液中；將上述製備的混合溶液均勻噴灑到土壤中，攪拌均勻，使得土壤的PH小於5，攪拌均勻、調節土壤含水量為18% -23%，保持該含水率，室溫養護3d後測試土壤浸出液中含鉛量分別為1.396mg/L、l.013mg/L、0.5843mg/L、0.3553mg/L、0.2281mg/L、0.1862mg/L和0.1675mg/L。其中加入9.0-11.0%的磷酸鈉的實驗能滿足浸出液中鉛含量低於0.25mg/L的要求。
[0029]以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。但不局限於上述實施例，如對於鉛含量約為1000mg/kg的鉛汙染土壤，添加磷酸鈉可在土壤質量分數5-7%之間選擇，添加的磷酸溶液濃度可在8-13%之間選擇，每10g土壤添加的磷酸溶液的量在5?IlmL之間選擇。
[0030]對於鉛含量約為3000mg/kg的鉛汙染土壤，添加磷酸鈉可在土壤質量分數6_8%之間選擇，添加的磷酸溶液濃度可在10-15%之間選擇，每10g 土壤添加磷酸的量在7?13mL之間選擇。
[0031]對於鉛含量約為6000mg/kg的鉛汙染土壤，添加磷酸鈉可在土壤質量分數7_9%之間選擇，添加的磷酸溶液濃度可在13-18%之間選擇，每10g 土壤添加磷酸的量在8?14mL之間選擇。
[0032]對於鉛含量約為9000mg/kg的鉛汙染土壤，添加磷酸鈉可在土壤質量分數9_11 %之間選擇，添加的磷酸溶液濃度可在15-20%之間選擇，每10g 土壤添加磷酸的量在9?15mL之間選擇。
[0033]按照本發明的方法，在以上範圍內的調整都能達到養護後浸出液鉛含量低於
0.25mg/L的要求，在此我們不對其實施例做具體闡述。
[0034]應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本【技術領域】中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種鉛汙染土壤酸性磷酸鹽穩定化修復的方法，其特徵在於:包括如下步驟:在鉛汙染的土壤中，添加磷酸鈉及磷酸混合溶液，攪拌均勻，然後養護。
2.根據權利要求1所述鉛汙染土壤酸性磷酸鹽穩定化修復的方法，其特徵在於:具體步驟為:稱取鉛汙染土壤，測定含鉛量，然後稱取過量的磷酸鈉，將磷酸鈉溶於質量分數為5%?20%的磷酸溶液中，攪拌均勻，每10g 土壤需要磷酸溶液5-15ml。 將上述磷酸鈉和磷酸溶液均勻噴灑在鉛汙染土壤上，攪拌均勻，使得土壤的pH小於5 ;調節土壤含水量為18% -23%，保持該含水率，室溫下養護3天。
3.根據權利要求2所述鉛汙染土壤酸性磷酸鹽穩定化修復的方法，其特徵在於:所述磷酸鈉的量為鉛汙染土壤質量的5% -11%。
4.根據權利要求3所述鉛汙染土壤酸性磷酸鹽穩定化修復的方法，其特徵在於:對於鉛含量約為1000mg/kg的鉛汙染土壤，加入土壤質量分數5-7%的磷酸鈉，每10g土壤添加5?IlmL質量分數為8.0%?13%的磷酸溶液； 對於鉛含量約為3000mg/kg的鉛汙染土壤，加入土壤質量分數6-8%的磷酸鈉，每10g土壤添加7?13mL質量分數為10%?15%的磷酸溶液； 對於鉛含量約為6000mg/kg的鉛汙染土壤，加入土壤質量分數7-9%的磷酸鈉，每10g土壤添加8?14mL質量分數為13%?18%的磷酸溶液； 對於鉛含量約為9000mg/kg的鉛汙染土壤，加入土壤質量分數9-11 %的磷酸鈉，每10g 土壤添加9?15mL質量分數為15%?20%的的磷酸溶液。
【文檔編號】B09C1/08GK104475443SQ201410672066
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年11月17日
【發明者】高煥方, 譚懷琴, 黃國文 申請人:重慶理工大學