本发明涉及金属污染检测技术领域，具体涉及一种应用于对矿区水土重金属污染的检测与稳定化处理方法。
背景技术：
金属矿区开采和选冶过程中产生的固废（矿石、废矿石、尾矿砂、废渣等）和生产污水等通过不同途径进入矿区土壤并导致土壤重金属污染。受到降雨或融雪径流的剪切、撞击、冲刷、淋溶、浸泡等共同作用，土壤中的各种重金属污染物在土壤与径流界面之间发生扩散、弥散、解吸、解离等多种物理化学反应。
长期以来，金属矿山选矿厂的尾矿废渣处理与处置一般都是采用尾矿库的方式存积废渣，不仅占用大量的土地，污染土壤、地表水、地下水，而且很多尾矿库超期或超负荷使用，使尾矿库存在极大安全隐患，另外尾矿库修筑和维护管理也需投入大量的资金。目前，国内外治理土壤重金属污染的途径归纳起来主要有3种：一是改变重金属在土壤中的赋存状态，使其稳定或固定，降低其活性，使其钝化，脱离食物链，以降低其在环境中的迁移性和生物可利用性；二是利用各种技术从土壤中去除重金属，达到回收和减少土壤中重金属的双重目的；三是利用各种防渗材料，如水泥、粘土、石板、塑料板等，将污染地区与未污染地区隔离，以减少或阻止重金属的迁移和扩散。围绕这3种治理途径，各国相继开发了物理、化学和生物治理方法。各种方法的选择依赖于土壤性质、污染程度、最终用途和成本效益分析。目前，国内外对于重金属污染土壤的修复从大的方面主要分为两类：原位修复和异位修复。金属矿区及周边地区的重金属污染土壤修复一般采用原位修复的方式，主要包括物理技术：客土和翻土法、热处理法、电化学法、隔离包埋法等；化学技术：固定/稳定化、化学淋洗、化学氧化/还原等；生物修复技术：植物修复、微生物修复等，这些方法各有优缺点。隔离包埋法处理费用最低，但是仅将重金属进行了隔离，对矿区土壤生态仍存在潜在风险；电化学法较不成熟，只适用于小面积污染，现场操作难度大；热处理法不适合现场操作，处理费用高、适用范围窄；化学法容易改变土壤的性质、造成二次污染；利用超积累植物进行植物修复是目前重金属污染土壤治理技术的研究热点，但此项仍存在一些不足之处，特别是大部分超积累重金属的植物一般植株矮小、生长缓慢、生物量低、因而修复效率低、所需时间长，而且对重金属污染严重的矿区土壤，超积累植物一般很难直接生长；微生物修复法利用的载体是微生物活体，污染物的非连续分布会隔断微生物运动，因此处理周期长，且与土著微生物竞争有机营养物，容易失去活性。
技术实现要素：
（一）要解决的技术问题
为了克服现有技术不足，现提出一种应用于对矿区水土重金属污染的检测与稳定化处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
（二）技术方案
本发明的通过如下技术方案实现：本发明提出了一种应用于对矿区水土重金属污染的检测与稳定化处理方法，包括以下步骤：
1）样品采集与预处理：其采样密度为0.05-0.06平方公里采样一个，并采用gps进行样点定位，记录其经纬度；同样在采样区域均匀采集土样做好标签记录，并对土壤类型及土地利用方式进行记录，
2）样品检测：将矿区重金属污染土壤中加入粉煤灰、干化污泥，混合均匀，将初步稳定化处理后的土壤中加入花生壳，混合均匀，并对处理后水样中重金属含量进行测定，重金属sb、cd、hg采用王水-高氯酸消煮，pb、as采用硝酸-高氯酸消煮；sb、hg、as采用原子荧光分光光度法测定，cd、zn、pb、mn采用火焰原子吸收分光光度法测定，
3）数据分析：采用spss19.0软件k-s法检进行数据的正态分布检验，
4）构建重金属迁移转化动力学模型：以区域gis数据库为基础，基于gis技术和rs技术，选择林玉环汞一维迁移模型，并对该模型进行了差异修正因子和分配系数的改进，得到重金属的迁移转化模型，
5）验证与优化：通过参数敏感性分析确定主要影响参数，应用lh－oat敏感性分析法，将参数敏感度表示为一个无量纲的指数，反映模型方法输出结果随模型参数的微小改变而变化的影响程度或敏感性程度，并应用于swat软件中。
进一步而言，所述粉煤灰的量为矿区重金属污染土壤重量的5～20%。
进一步而言，所述花生壳的量为矿区重金属污染土壤重量的0.5～2%。
进一步而言，所述构建重金属迁移转化动力学模型基于gis技术和rs技术，选择重金属动力学模型，对该模型进行了元素差异修正因子β和分配系数k的改进得到金属矿区重金属的迁移转化模型，元素差异修正因子β的改进是待预测的重金属与已选的模型中重金属的差异性的修正，通过仪器测得相同采样点两种重金属元素的比值范围，先用已选用的模型进行编程并嵌入swat中的源程序中，运行swat得出结果，并对其模拟值与实测值进行对比，得出纳什系数和回归系数的值。
（三）有益效果
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本发明提到的一种应用于对矿区水土重金属污染的检测与稳定化处理方法，为金属矿区重金属污染的生态风险评价、控制、治理与修复等提供理论基础和科学依据，促进矿区及矿业城市的和谐发展，具有重大的应用价值和社会效益。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：
本发明提出的一种应用于对矿区水土重金属污染的检测与稳定化处理方法，包括以下步骤：
1）样品采集与预处理：其采样密度为0.05-0.06平方公里采样一个，并采用gps进行样点定位，记录其经纬度；同样在采样区域均匀采集土样做好标签记录，并对土壤类型及土地利用方式进行记录，
2）样品检测：将矿区重金属污染土壤中加入粉煤灰、干化污泥，混合均匀，将初步稳定化处理后的土壤中加入花生壳，混合均匀，并对处理后水样中重金属含量进行测定，重金属sb、cd、hg采用王水-高氯酸消煮，pb、as采用硝酸-高氯酸消煮；sb、hg、as采用原子荧光分光光度法测定，cd、zn、pb、mn采用火焰原子吸收分光光度法测定，
3）数据分析：采用spss19.0软件k-s法检进行数据的正态分布检验，
4）构建重金属迁移转化动力学模型：以区域gis数据库为基础，基于gis技术和rs技术，选择林玉环汞一维迁移模型，并对该模型进行了差异修正因子和分配系数的改进，得到重金属的迁移转化模型，
5）验证与优化：通过参数敏感性分析确定主要影响参数，应用lh－oat敏感性分析法，将参数敏感度表示为一个无量纲的指数，反映模型方法输出结果随模型参数的微小改变而变化的影响程度或敏感性程度，并应用于swat软件中。
其中，所述粉煤灰的量为矿区重金属污染土壤重量的5～20%，所述花生壳的量为矿区重金属污染土壤重量的0.5～2%，所述构建重金属迁移转化动力学模型基于gis技术和rs技术，选择重金属动力学模型，对该模型进行了元素差异修正因子β和分配系数k的改进得到金属矿区重金属的迁移转化模型，元素差异修正因子β的改进是待预测的重金属与已选的模型中重金属的差异性的修正，通过仪器测得相同采样点两种重金属元素的比值范围，先用已选用的模型进行编程并嵌入swat中的源程序中，运行swat得出结果，并对其模拟值与实测值进行对比，得出纳什系数和回归系数的值。
一、取样
重金属污染土壤：用长宽高为54cm×42cm×30cm的长方形塑料箱从矿区混合矿渣堆进行多点采样采集8箱矿渣混合样，把它们混合在一起，搅拌均匀，然后平均的分装到每个箱子中，每箱装的深度约为25cm，体积约为0.048m3，重量约76kg，在每个塑料箱的侧面钻一小孔，并用带塑胶管的橡胶塞塞紧，使每箱矿渣稍微倾斜放置，用水样瓶收集淋滤液。
二、样品处理
采集回来的8箱混合矿渣样品每两箱作为一个平行实验，其中两箱作为空白对照记为ck1、ck2；其他按矿渣的质量比加入一定量的石灰、粉煤灰、干化污泥，两箱加入5%石灰和10%粉煤灰记为a1、a2，两箱加入10%粉煤灰和10%干化污泥记为b1、b2，另外两箱加入5%石灰和10%干化污泥记为c1、c2，处理深度约20cm，搅拌使其混合均匀。放置一年后，在添加粉碎花生壳之前，每箱取出部分混合样，分析测定其基本理化性质和重金属含量测定。
三、测定
经前期稳定化处理后，按矿渣质量比分别往ck2、a2、b2、c2中加入1%粉碎花生壳，分别改记为ck3、a3、b3、c3，搅拌均匀使其充分反应3d后，进行不同形态重金属的含量测定，
测定结果说明，同时添加粉煤灰、干化污泥和花生壳的联合使用，能最好地将矿渣中可交换态as、有机结合态as向残渣态as转化，即粉煤灰、干化污泥和花生壳的联合使用能最好地固化-稳定化重金属as，
根据统计结果，a1处理香根草的萌发率最低，为24%。分析相关的原因，可能是因为石灰和粉煤灰同时添加后，能发生火山灰反应，生成较稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙，导致土壤硬化，从而不利于植物的萌发与生长。所以即使石灰和粉煤灰具有稳定重金属的作用，但不能同时使用，即重金属稳定剂中不应同时含有石灰和粉煤灰两种成分，
根据统计结果，a1处理香根草的萌发率最低，为24%。分析相关的原因，可能是因为石灰和粉煤灰同时添加后，能发生火山灰反应，生成较稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙，导致土壤硬化，从而不利于植物的萌发与生长。所以即使石灰和粉煤灰具有稳定重金属的作用，但不能同时使用，即重金属稳定剂中不应同时含有石灰和粉煤灰两种成分。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。