一种锌和有机物污染土壤修复的方法与流程

本发明涉及一种锌和有机物污染土壤修复的方法，属于环保领域中的土壤修复技术领域。

技术背景：

土壤重金属污染是我国亟待解决的环境问题。

锌元素对土壤的污染，土壤中的锌可分为水溶态锌、代换态锌、难溶态锌(矿物中的锌)以及有机态锌。土壤中的锌来自各种成土矿物。风化的锌以zn2+形态进入土壤溶液中,主要为硫化锌、氧化锌或氢氧化锌。锌离子和含锌络离子参与土壤中的代换反应，常有吸附固定现象。锌在土壤中的富集，必然导致在植物体内的富集，这种富集不仅对植物，而且对食用这种植物的人和动物都有危害。

工业化以来，土壤在社会经济快速发展伴生的环境问题中已成为污染物的主要源和汇，污染较为严重。目前，中国有机污染物(农药，石油烃、多环芳烃等)污染土壤的比重很大。有机污染物进入土壤后，随着与土壤接触时间的延长，其生物可利用性下降，发生老化现象。有机污染物在土壤内部及土壤与其它介质界面的迁移转化、交换和最终归宿，影响污染物的生物毒性和其它环境风险。

目前，难处理的是金属锌和有机物的复合污染土壤。目前针对土壤重金属污染修复方法较多，主要包括物理方法、化学方法和生物方法。

中国发明专利201510979822.3公开了一种镉锌重金属污染土壤的修复方法，该方法包括以下步骤：(1)修复剂的制备：将沸石粉、粉煤灰、氧化锌、硅酸钠、羟基磷灰石、甘蔗灰、鸡粪、氧化硒、环糊精、纳米镍粉、柠檬酸钾和硅酸盐水泥混合后粉磨；(2)将污染土壤平铺在平板上，取1/3总重量的修复剂撒在污染土壤，上下翻耕，喷水；(3)再取1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒磷酸水溶液，静置后翻耕；(4)再撒剩余修复剂撒在污染土壤上；(5)最后在污染土壤的上表面覆盖一层保护膜，进行修复。

中国发明专利201810106596.1公开了一种锌镉复合污染土壤的植物修复方法，选择需治理的锌镉复合污染土壤作为治理区，伴矿景天与雷竹间作于治理区，雷竹选用移栽的种植方法，雷竹的株行间距为50-100cm，伴矿景天选用扦插的种植方法，伴矿景天选取地上部7-8cm部分，伴矿景天的株行间距为15-20cm。

上述方法均存在修复效果不彻底、稳定性不好、修复流程和时间长等缺点，现有技术处理土壤大多采用土壤淋洗的方法；也有采用植物和微生物的方法，但研究处理锌和有机物复合污染的土壤修复技术研究较少，无法用单一的方法或简单的流程来进行无害化处理，需要进一步研发一种能够解决土壤复合污染的修复方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对金属锌和有机物复合污染土壤中的锌、有机物，进行强化学转化、高温强化分解、调质处理，实现锌和有机物的分离。

本发明一种锌和有机物污染土壤修复的方法，采用如下步骤：

1)、取锌和有机物复合污染场地的土壤，去除砂石，将土壤进行破碎处理，得到2-5mm土壤颗粒物；

2)、将步骤1)处理后的土壤颗粒物，投入稀盐酸溶液中，进行充分搅拌反应，土壤中的锌化合物转化为氯化锌，然后将土壤从稀盐酸溶液中滤出、干燥；

3)、按照一定比例向步骤2)得到的土壤加入粉煤灰和活性氧化铝，混合搅拌均匀，送入真空搅拌热解装置中，加热至740-750℃，不断搅拌翻转，保温30min；土壤中的氯化锌在高温条件下挥发，从土壤中的空隙中分离出来，与同时分解挥发的有机物一同被抽离真空搅拌热解装置，在冷凝器中得到收集；

4)、将步骤3)处理后的土壤进行研磨处理，加入氧化钙、腐植酸钾进行混合搅拌处理，得到修复后的土壤。

一种锌和有机物污染土壤修复的方法，所述土壤为金属锌和有机物复合污染土壤，其中锌的浓度不低于50mg/kg。

一种锌和有机物污染土壤修复的方法，所述步骤2)中，稀盐酸的浓度为0.1-1mol/l。

一种锌和有机物污染土壤修复的方法，所述步骤3)中，所述真空搅拌装置中体系压力不高于1kpa，所述搅拌装置的转速为300rpm。

一种锌和有机物污染土壤修复的方法，所述步骤3)中，加入的粉煤灰和活性氧化铝的质量分别占土壤质量的5％和8％。

一种锌和有机物污染土壤修复的方法，所述步骤4)中，加入氧化钙、腐植酸钾的质量分别占土壤质量的2％和5％。

本发明的技术原理和有益效果是：

1、采用稀盐酸溶液对土壤进行浸泡处理，在土壤和盐酸的混合溶液体系中，二价锌的化合物与盐酸发生反应，转化为氯化锌。

2、向土壤中加入粉煤灰和活性氧化铝，粉煤灰中含有大量水溶性硅钙镁磷等农作物所必需的营养元素，且粉煤灰具有很好的吸附性能；活性氧化铝粒度均匀，表面光滑，机械强度大，吸湿性强，吸水后不胀不裂保持原状；将含有氯化锌的土壤在加入活性氧化铝和粉煤灰，在真空高温条件下，土壤中的水分率先挥发，由于加入了活性氧化铝和粉煤灰，在土壤内部形成了多个空隙位，土壤中的有机物挥发后快速从土壤中分离；氯化锌的沸点是732℃，在真空条件下特别是在土壤翻转搅拌的状态下，更加容易挥发出来，从土壤中分离得到冷凝收集。

3、真空热处理后的土壤加入氧化钙、腐植酸钾，调节土壤至中性或弱碱性，使土壤中具有有机营养成分，快速恢复土壤的养分。

本发明的优点：

本发明通过采用强化学转化、高温强化分解、调质处理的手段将锌和有机物从土壤中分离，通过高温将有机物降解，高温即可将有机物从土壤中挥发出来，氯化锌在真空条件下热挥发分离，加入的粉煤灰和活性氧化铝。整个处理过程节能环保、安全高效、工艺流程短、所需工程设备少，土壤修复后可直接利用，可进行示范推广应用。

附图说明

图1为一种锌和有机物污染土壤修复的方法的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

取锌和有机物复合污染场地的土壤，去除砂石，将土壤进行破碎处理，得到2-5mm土壤颗粒物1kg；将处理后的土壤颗粒物，投入0.1mol/l稀盐酸溶液中，进行充分搅拌反应，土壤中的锌化合物转化为氯化锌，然后将土壤从稀盐酸溶液中滤出、干燥；向土壤加入粉煤灰50g和活性氧化铝80g，混合搅拌均匀，送入真空搅拌热解装置中，体系压力1kpa，搅拌转速为300rpm,加热至740℃，不断搅拌翻转，保温30min；土壤中的氯化锌在高温条件下挥发，从土壤中的空隙中分离出来，与同时分解挥发的有机物一同被抽离真空搅拌热解装置，在冷凝器中得到收集；将处理后的土壤进行研磨处理，加入20g氧化钙、50g腐植酸钾进行混合搅拌处理，得到修复后的土壤。

结果检测：处理前，电镀化工厂场地土壤中的锌含量为279.82mg/kg，土壤中的总有机物含量为322.74mg/kg；处理后，土壤中的锌浓度为0.67mg/kg，有机物未检出。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种锌和有机物污染土壤修复的方法，首先取锌和有机物复合污染场地的土壤，去除砂石，将土壤进行破碎处理，得到2‑5mm土壤颗粒物；投入稀盐酸溶液充分搅拌，滤出干燥；加入粉煤灰和活性氧化铝，混合搅拌均匀，送入真空搅拌热解装置中，加热至740‑750℃，不断搅拌翻转，保温30min；土壤中的氯化锌在高温条件下挥发，从土壤中的空隙中分离出来，与同时分解挥发的有机物一同被抽离真空搅拌热解装置，在冷凝器中得到收集；将处理后的土壤进行研磨处理，加入氧化钙、腐植酸钾进行混合搅拌处理，得到修复后的土壤。本发明过程节能环保、安全高效、工艺流程短、所需工程设备少，土壤修复后可直接利用，可进行示范推广应用。

技术研发人员：不公告发明人
受保护的技术使用者：长沙汇聚环境技术有限公司
技术研发日：2018.11.07
技术公布日：2019.02.05