一种砷污染土壤的修复方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及土壤修复技术领域，具体是一种砷污染土壤的修复方法。
【背景技术】
[0002]随着工农业的发展和含砷化学物质的广为应用，砷在开采、加工、使用、废物处理等过程中，使大量的砷残留到土壤中，造成世界范围内土壤中砷污染现象普遍存在。砷对人类健康的危害很大，高浓度时可立即杀死细胞，甚至危及生命。因此砷污染土壤的治理及修复受到越来越多的关注。
[0003]目前，砷污染土壤修复技术主要包括以下几种:
工程修复法，主要有客土法、换土法和翻土法。客土法是向污染土壤内加入大量的干净土壤，覆盖在表层或混匀，使污染物浓度降低；换土法就是把污染土壤取走，换入新的干净土壤;翻土法采用深耕的方式使聚集在表层的污染物分散到深层，达到稀释和自处理的目的。翻土法主要用于轻度污染的土壤，而客土法和换土法主要用于重度污染的土壤。工程修复法治理重金属污染土壤具有彻底、稳定的特点。其不足之处:工程量大、投资费用高、破坏土体结构、引起土壤肥力下降。
[0004]物理化学修复法，主要有土壤淋洗法、玻璃化法、电化学法等。土壤淋洗法利用淋洗剂淋洗污染土壤，使土壤固相中的重金属转移到土壤液相中，降低污染物毒性;玻璃化法是在现场使用电加热，将污染土壤熔化，冷却后形成化学惰性的、非扩散的坚硬玻璃体技术；电化学法是利用外加电场所产生的动电效应驱动土壤中的污染物沿电场方向定向迀移，富集的污染物可在电极区得到集中处理或分离。对于渗透性不高、传导性差的粘性土壤中的砷，根据电流能破坏金属-土壤键的原理，可应用电化学法予以去除。但这种方法存在的不足之处:修复成本高昂、能耗较大、甚至存在二次污染。
[0005]植物修复法，是利用种植某种植物来净化受砷污染的土壤和水体。植物修复法按其修复的机理和过程可分为植物萃取、植物固定、植物挥发、根系过滤、植物降解。其中，植物萃取是指利用植物根系吸收土壤污染物质并运送至植物地上部，通过收割地上部物质而达到去除土壤中污染物的一种方法。这种方法的不足之处:治理周期漫长，后期植物收集、处理工艺较为复杂，维护管理周期长。
[0006]上述几种土壤修复技术各有优点，但是也均存在一定的缺陷:修复方式单一，只能针对某一特定污染浓度的砷污染情况进行有效处理，一旦超出其相应的处理能力，则处理效果大为减弱。同时，在采用了特定的修复方法后，应变能力较差，对于再次污染等新的情况无法应对，造成修复效率下降，投入较大修复效果有限。而像工程修复法等，转运土壤还易造成二次污染。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种砷污染土壤的修复方法，以实际砷污染场地为依托，根据场地实际情况和污染特征，针对上层土壤和底层土壤砷污染的程度不同的现状，先对上层土壤进行氧化、稳定，使得上层土壤中砷浓度降低至下层土壤中砷浓度以下后，然后再移栽蜈蚣草建立植被修复层，在保证修复效果的前提下，使修复方法更有针对性，保证修复效果，降低修复成本。
[0008]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种砷污染土壤的修复方法，包括以下步骤:
(I)对砷污染土壤进行检测，得出砷污染土壤中As (I II )、As (V)的纵向、横向浓度分布特征；
(2 )按污染物纵向浓度分布将土壤分为上层的重度砷污染土壤和底层的轻度砷污染土壤，确定中间的分界线；
(3)首先向重度砷污染土壤中投加一定比例的氧化剂，搅拌均匀后，静置8?12小时后，取样检测As(III)浓度，每次间隔8小时检测一次，直至重度砷污染土壤中的As(III)浓度降低至轻度砷污染土壤中的As(III)浓度时，得到氧化处理后的重度砷污染土壤;所述氧化剂的加入量与重度砷污染土壤中砷的摩尔比为0.3:1?4:1;
(4)接着向氧化处理后的重度砷污染土壤中加入一定比例的稳定剂，搅拌均匀后，养护4?5天，最终得到pH值为6?8的土壤;所述稳定剂由娃藻土和草木灰组成，其中娃藻土的加入量占重度砷污染土壤质量的8?10%，草木灰的加入量占重度砷污染土壤质量的13?18%;
(5)在经稳定剂处理后的重度砷污染土壤的地表移栽蜈蚣草，形成植被修复层；
(6)定期检测重度砷污染土壤和轻度砷污染土壤内的砷浓度:具体步骤为:
61)将植被修复层生长的蜈蚁草收割留茬12?15cm，获得蜈蚁草羽片;对收割的蜈蚁草羽片中的砷浓度进行检测，从而判断修复结果:
62)若蜈蚣草羽片中的砷浓度<9mg/kg，则完成砷污染土壤的修复；
63)若蜈蚁草羽片中的砷浓度>9mg/kg且<300mg/kg，则对植被修复层增施磷肥，待2个月后，再次将植被修复层生长的蜈蚣草收割留茬12?15cm，获得蜈蚣草羽片;对收割的蜈蚣草羽片中的砷浓度进行检测，从而判断修复结果；
64)若蜈蚣草羽片中的砷浓度之300mg/kg，则铲除植被修复层中的蜈蚣草，重复步骤
(3)至步骤(6)。
[0009]作为本发明进一步的方案:所述氧化剂为高锰酸钾、过硼酸钾、二氧化锰、双氧水、次氯酸钠中的一种或多种。
[0010]作为本发明进一步的方案:所述稳定剂的使用方法，具体步骤为:首先将硅藻土在750°C温度下煅烧2?3小时，再经过磨碎，过筛100?200目，备用;接着按比例称取煅烧后的硅藻土和草木灰，混合，搅拌均匀，然后加水继续搅拌，所加的水量为使得重度砷污染土壤的含水率达到30?35%的水量。
[0011]作为本发明进一步的方案:所述步骤(2)中，在土壤深度上确定重度砷污染土壤和轻度砷污染土壤的分界线的具体方法为:
21)对场地内污染土壤进行地质勘察、在不同深度取样检测砷污染物的浓度；
22)确定重度砷污染土壤和轻度砷污染土壤的临界砷浓度范围；
23)对应临界砷浓度范围确定分界深度即为分界线。
[0012]作为本发明进一步的方案:所述步骤(2)中，在土壤深度上重度砷污染土壤和轻度砷污染土壤的分界浓度为700?850mg/kg。
[0013]作为本发明进一步的方案:所述步骤(2)中，在土壤深度上重度砷污染土壤和轻度砷污染土壤的分界线深度为2.5?3.0m。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明以实际砷污染场地为依托，根据场地实际情况和污染特征，针对上层土壤和底层土壤砷污染的程度不同的现状，先对上层土壤进行氧化、稳定，使得上层土壤中砷浓度降低至下层土壤中砷浓度以下后，然后再移栽蜈蚣草建立植被修复层，在保证修复效果的前提下，使修复方法更有针对性，保证修复效果，降低修复成本;本发明施工中简化了修复流程，合理调整了施工参数，降低了施工难度，技术有效、施工可行，可大规模应用于实际土壤修复中。
[0015]本发明以价格低廉的硅藻土和草木灰为原料制备一种经济有效的修复砷污染土壤的稳定剂;硅藻土是由无定形的S12组成，并含有少量Fe203、Ca0、Mg0、Al203及有机杂质，通常呈浅黄色或浅灰色，质软，多孔而轻，截留量大，吸附效果强，对污染土壤中的砷具有一定的吸附效果;草木灰属碱性，主要成分是碳酸钾，除含速效钾(5?15%)外，还含有磷、钙、铁、镁、硫等微量有效养分，是一种天然肥，加入草木灰，一方面可以调节污染土壤的PH，另一方面可以增加一些土壤中可利用的营养物质;该稳定剂材料价廉易得，稳定效果较好，基本上不改变污染土壤PH，并且对污染土壤进行营养物质补充，有利于土壤的处理和后续利用。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]实施例1
本发明实施例中，一种砷污染土壤的修复方法，包括以下步骤:
(I)对砷污染土壤进行检测，得出砷污染土壤中As (I II )、As (V)的纵向、横向浓度分布特征。
[0018](2)按污染物纵向浓度分布将土壤分为上层的重度砷污染土壤和底层的轻度砷污染土壤，确定中间的分界线:在土壤深度上确定重度砷污染土壤和轻度砷污染土壤的分界线的具体方法为:
21)对场地内污染土壤进行地质勘察、在不同深度取样检测砷污染物的浓度；
22)确定重度砷污染土壤和轻度砷污