一种强化Pb、As、Cu、Cd、Zn重金属污染土壤治理效果的方法与流程

文档序号:16644418发布日期:2019-01-16 08:02阅读:483来源:国知局

本发明涉及环保技术领域,特别涉及一种强化pb、as、cu、cd、zn重金属污染土壤固化/稳定化治理效果的方法。



背景技术:

随着工业生产产能的不断扩大,土壤污染越来越严重,低ph值条件下,尤其是受到pb、as、cu、cd、zn等多种重金属复合污染的土壤,其对人类健康造成极大的危害,甚至危及生命。在此背景下,出现了一大批固化/稳定化、钝化的土壤重金属污染治理方法和药剂,这些药剂通过吸附、生成溶度积更小的化合物的方式转化土壤中重金属的存在形态,达到降低土壤中水溶性重金属浓度,降低土壤中重金属的有效态的目的。但是,该类方法有以下两个缺点:

一、这些药剂都是“特效药”,加入土壤中后,一般能够迅速降低土壤中重金属的有效态的含量;但无法长久,若有新的水溶性重金属进入土壤时,土壤中重金属的有效态将会上升(如偶尔采用污水灌溉)或者慢慢富集升高(灌溉水中含有少量的重金属时或有含重金属的粉尘降落到土壤中),从而导致出现重金属污染土壤经过治理已达到相关标准要求,通过了验收,但土壤上种植的农作物中的重金属含量依然超标。

二、这些被固化/稳定化、钝化、吸附而发生形态转化的重金属,后期会不会发生逆转化,重新变成水溶态或其他有效态,在行业内也存在较大的争议。有关专家认为,在土壤干湿转化、特定的微生物环境、特定的氧化还原环境下,这些被固化/稳定化、钝化、吸附而发生形态转化的重金属极有可能重新转化为有效态。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明提供一种强化pb、as、cu、cd、zn重金属污染土壤固化/稳定化治理效果的方法。

本发明的技术方案如下:

一种强化pb、as、cu、cd、zn重金属污染土壤治理效果的方法,包括以下步骤;

一、常规处理重金属的步骤:向污染土壤中添加福美钠,并进行稳定化处理;

二、在上述步骤之后继续向土壤中均匀地添加磷酸铵镁颗粒;

进一步的,在步骤二中,通过制备不同粒径的磷酸铵镁颗粒来调节磷酸铵镁在土壤中溶解时间和溶解速度;

进一步的,磷酸铵镁颗粒的直径在1~10mm;

进一步的,步骤二中的磷酸铵镁颗粒的制备步骤如下:向高浓度的氨氮废水中加入水中投加含mg2+和po43-的药剂,使之与废水中的nh4+进行反应生成难溶的磷酸铵镁沉淀物;

进一步的,步骤二中的磷酸铵镁颗粒的制备步骤如下:磷酸镁和磷酸铵反应制备磷酸铵镁。

本发明的原理如下:

磷酸铵镁是一种微溶于水,随着土壤中水分的作用,有一部分磷酸铵镁发生溶解,电离出的磷酸根会和大多数重金属离子反应,生成溶度积极小的磷酸盐,起到稳定化重金属离子的作用,从而有效抑制土壤中重金属有效态含量的上升。

涉及到的化学反应方程式如下:

mgnh4po4·nh2o→mg2++nh4++po43-

2po43-+3cu2+→cu3(po4)2↓

2po43-+3zn2+→zn3(po4)2↓

2po43-+3pb2+→pb3(po4)2↓

本发明的有益效果如下:

(1)本方法能在一定时效内(半年到一年)强化pb、as、cu、cd、zn等重金属污染土壤固化/稳定化治理的效果,且强化时间在一定范围(半年到一年)内可调;通过制备不同粒径的磷酸铵镁颗粒同时结合场地土壤干湿变化规律,来调节磷酸铵镁在土壤中溶解时间和溶解速度,从而达到通过调节磷酸铵镁在土壤中存在时间长短来控制药效长短的目的;

(2)本方法强化pb、as、cu、cd、zn等重金属污染土壤固化/稳定化治理的效果,没有造成二次污染的风险;

(3)本方法强化pb、as、cu、cd、zn等重金属污染土壤固化/稳定化治理的效果,在一定程度上提高了土壤的肥力。

具体实施方式

下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例只是用于说明本发明,而不是用来限制本发明的范围。

本发明的目的是通过以下方式实现的:向已经固化/稳定化治理达标的pb、as、cu、cd、zn等重金属污染土壤中均匀地加入磷酸铵镁颗粒。可以通过颗粒的大小来调节强化时间的长短,颗粒粒径越大,完全溶解需要的时间就越长,因此药效越长;颗粒粒径越小,完全溶解需要的时间就越短,因此药效越短。磷酸铵镁颗粒可以来源于特定方法(向高浓度的氨氮废水中加入水中投加含mg2+和po43-的药剂,使之与废水中的nh4+进行反应生成难溶的磷酸钱镁沉淀物)处理氨氮废水所得到的沉淀,也可来源于特定的化学方法(如用磷酸镁和磷酸铵反应制备磷酸铵镁)合成。

该方法强化pb、as、cu、cd、zn等重金属污染固化/稳定化治理效果的技术原理如下:

磷酸铵镁是一种微溶于水,随着土壤中水分的作用,有一部分磷酸铵镁发生溶解,电离出的磷酸根会和大多数重金属离子反应,生成溶度积极小的磷酸盐,起到稳定化重金属离子的作用,从而有效抑制土壤中重金属有效态含量的上升。

涉及到的化学反应方程式如下:

mgnh4po4·nh2o→mg2++nh4++po43-

2po43-+3cu2+→cu3(po4)2↓

2po43-+3zn2+→zn3(po4)2↓

2po43-+3pb2+→pb3(po4)2↓

(实施例1)

该实施例的实施步骤如下:

试验设计:湖南省长沙市永安某水稻种植地采集受重金属(pb,cd)污染的农田耕作层土壤(0-20cm)。采集的土壤经自然风干,除去石砾,植物根系等异物,混合均匀。重金属(pb、cd)有效态含量按照《土壤农业化学分析方法》(河海大学出版社2000)中提供的方法进行样品的处理检测。

有效态分析结果如下表(单位mg/kg):

用福美钠c3h6ns2na•2h2o稳定化处理后,有效态分析结果为(单位mg/kg):

将500g处理后的土壤混合均匀,分成2分做对比试验,一份添加2.5g,直径在2~4mm的磷酸铵镁颗粒(购于山东金宇化工公司);另一份什么都不添加。用含pb2+、cd3+分别为3mg/l,5mg/l的水溶液去浸泡2份土样,每次用水100ml,浸泡2天后,自然风干13天,取样分析土壤中的有效态,连续做3个月。分析结果见后:

添加了磷酸铵镁颗粒后土壤有效态分析结果为(单位mg/kg):

不添加磷酸铵镁颗粒后土壤有效态分析结果为(单位mg/kg):

由上可知,添加磷酸铵镁颗粒对pb、as、cu、cd、zn等重金属污染土壤固化/稳定化治理的强化较为明显。

以上是对本发明进行了示例性的描述,显然本发明的实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明技术方案进行的各种改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围内。

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