一种药剂稳定化时间的测试方法与流程

本发明涉及固体废物处理领域，尤其涉及一种药剂稳定化时间的测试方法。

背景技术：

酸雨不仅会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，冲洗掉钙、镁和钾等营养元素，使土壤贫瘠化，并且会直接影响植物，损害新生的叶芽，影响其生长发育，更严重的是酸雨能使污染土壤中可能存在的重金属的溶解性增加，并随地表径流或地下水迁移扩散，造成更为严重的危害。因此，需要对固体废物和污染土壤进行修复。

修复污染土壤中重金属方法包括：1)通过改变重金属在土壤中的赋存状态或结合方式降低其毒性、生物可利用性以及迁移转化能力，进而削减其生态与健康风险(达到可接受水平)；2)通过切断或阻断其与受体的暴露途径或方式实现其风险管控；3)通过各种技术手段或方法将重金属从土壤中清除，从而完成土壤的修复与净化。具体技术包括：固化/稳定化、土壤淋洗、植物修复和农艺改良等。其中，基于化学过程的固化稳定化技术，在我国重金属污染土壤的修复工程中得到广泛应用。

为评估药剂对酸雨冲洗条件下的重金属污染土壤的修复效果，评估修复药剂的持久性，需要设计一种测试方法来进行准确的评估。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题，在于如何评估药剂对酸雨冲洗条件下的重金属污染土壤的修复效果。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种药剂稳定化时间的测试方法，包括有以下步骤，

s10制作用于模拟酸雨的淋溶液；

s20将药剂和含有重金属的污染土壤均匀混合，制成土柱；

s30根据污染土壤的所在地的年平均降雨量、蒸发量和地表径流流失量计算淋溶液的年淋溶量，淋溶液的年淋溶量＝土柱的底面积×(年平均降雨量-蒸发量-地表径流流失量)；

s40从土柱的上端均匀渗入淋溶液；

s50测定初始淋出液的重金属的含量，以及测定各时间点的淋出液的重金属的含量。

在一种优选的实施方式中，所述淋溶液为硫酸和硝酸的混合溶液，所述淋溶液的ph值为3.2。

在一种优选的实施方式中，所述淋溶液中硫酸和硝酸的摩尔比为4∶1。

在一种优选的实施方式中，所述污染土壤经风干研磨后过10目筛，然后与所述药剂混合制成所述土柱。

在一种优选的实施方式中，所述土柱的密度为1.27g/cm³，所述土柱的直径为10cm。

在一种优选的实施方式中，所述污染土壤为含锰土壤，所述药剂为cao。

在一种优选的实施方式中，所述药剂在所述土柱中的质量百分含量为0.2％-0.5％。

在一种优选的实施方式中，所述污染土壤为含锰土壤，所述药剂为cao和2na2co3·3h2o2的混合物。

在一种优选的实施方式中，所述药剂在所述土柱中的质量百分含量为0.2％-0.5％。

在一种优选的实施方式中，所述土柱的上下两端均设置有一层石英砂，所述石英砂的粒度为0.6-0.8mm。

本发明的有益效果是：

本发明通过制作药剂与污染土壤混合的土柱，并制作模拟酸雨的淋溶液，参照污染土壤所在地的降雨量，换算成土柱所承受的有效淋溶量，最后通过测定不同时间点的淋出液中重金属的含量来评定药剂的修复效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1是本发明未添加药剂的污染土壤的淋出液中mn的浓度随淋溶时间变化的示意图；

图2是本发明添加药剂的污染土壤的淋出液中mn的浓度随淋溶时间变化的示意图；

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

参照图1和图2，图1是本发明未添加药剂的污染土壤的淋出液中mn的浓度随淋溶时间变化的示意图，图2是本发明添加药剂的污染土壤的淋出液中mn的浓度随淋溶时间变化的示意图。本实施例以含锰的污染土壤作为处理对象，将污染土壤与药剂混合均匀后(或者不混合药剂)制成一定密度与直径的土柱，模拟酸雨成分的淋溶液从土柱的上端均匀渗入，通过测量不同时间点的淋出液的锰离子的浓度，来评估药剂的修复效果和修复的有效时长，其中，测量时间点以导入到土柱中的淋溶液的淋溶量进行确定，该淋溶量对应各时间段的污染土壤所在地的降雨量。

具体的，可先制作用于模拟酸雨的淋溶液，在本实施例中，参照污染土壤所在地区的酸雨的化学成分，使硫酸和硝酸按照摩尔比4∶1配成母液，加入蒸馏水配成ph为3.2的淋溶液；其次，制作混合有药剂和含锰的污染土壤的土柱，将取得的含锰的污染土壤风干后研磨，过10目筛，添加药剂后填入内径为10cm的圆柱形容器中，压实至密度为1.27g/cm³，在此，可先通过计算取得2500g药剂和含锰的污染土壤的混合物，将土柱压实至25cm即可。

之后，在土柱的上端和下端设置一层惰性材料，用于过滤和分流，在本实施例中，惰性材料为石英砂，石英砂的粒度为0.6-0.8mm；然后，通过蠕动泵和布水器将淋溶液均匀渗入石英砂中，淋溶液经石英砂向土柱的上端蔓延淋出。

在确定淋溶液的淋溶量时，需根据污染土壤所在地的年平均降雨量、蒸发量和地表径流流失量，以及土柱的底面积进行换算，以准确模拟污染土壤的淋溶环境，淋溶液的年淋溶量＝土柱的底面积×(年平均降雨量-蒸发量-地表径流流失量)，在本实施例中，污染土壤所在地的年平均降雨量为1526.2mm，蒸发量和地表径流流失量的总量为年平均降雨量的40％，通过分别计算1、3、6、9、12、18、24、30、36、48、60、…、180个月(省略部分以12个月递进)的淋溶液的淋溶量，蠕动泵按1.5ml/min滴入淋溶液，淋溶量除以淋溶速度，即可确定测量淋出液中锰离子浓度的时间点，由此可通过本发明的方法快速地模拟真实环境的污染土壤中的锰离子渗出情况。

本实施例中，为测定不同药剂的修复效果及修复稳定时间，设置有5组实验，其中使用了两种药剂，一种为cao，另一种为cao和2na2co3·3h2o2的混合物，混合物中cao和2na2co3·3h2o2的比例为1∶1。

具体的，参照图1和图2，c1曲线为未添加药剂的土柱的淋出液中的锰离子浓度随时间变化的曲线；c2和c3均为添加cao的土柱的淋出液中的锰离子浓度随时间变化的曲线，cao和含锰的污染土壤干混混合后，加水润湿进行养护，其中，c2中cao在土柱中的质量百分含量为0.2％，c3中cao在土柱中的质量百分含量为0.5％。

c4和c5均为添加cao和2na2co3·3h2o2的混合物的土柱的淋出液中的锰离子浓度随时间变化的曲线，cao、2na2co3·3h2o2和含锰的污染土壤干混混合后，在室温条件下养护24小时，其中，c4中cao和2na2co3·3h2o2的混合物在土柱中的质量百分含量为0.2％，c5中cao和2na2co3·3h2o2的混合物在土柱中的质量百分含量为0.5％。

通过图1和图2可以看出，未添加药剂的土柱的淋出液中的锰离子在短时间(若干月)中大幅析出，对环境影响大，c2曲线、c4曲线和c5曲线对应的土柱的锰离子在开始阶段也有较大幅度析出，中间的时间段析出少，c2曲线和c4曲线对应的土柱分别在淋溶156和208个月的降雨量后，淋出液中锰离子浓度出现大幅上升，接近或高于1.0mg/l，由此可看出药剂的修复效果和修复效果的持续时间，c3曲线对应的土柱的锰离子自始即少有析出，修复效果好。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。