CN104475443B - 铅污染土壤酸性磷酸盐稳定化修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铅污染土壤酸性磷酸盐稳定化修复的方法，其特征在于：包括如下步骤：在铅污染的土壤中，添加磷酸钠及磷酸混合溶液，搅拌均匀，然后养护。本发明稳定化处理后含铅污染土壤中浸出液的含铅量均低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》中含铅量浓度限值0.25mg/L。本发明稳定化处理时间仅需3d，周期短。酸性磷酸盐溶液稳定化处理时间短的原因在于氢离子可以促进弱酸形态铅的溶解，此外，磷酸根离子能和铅离子生成难溶于水的磷酸铅沉淀物。

Description

铅污染土壤酸性磷酸盐稳定化修复方法

技术领域

本发明涉及一种铅污染土壤的修复方法，特别涉及一种铅污染土壤酸性磷酸盐稳定化修复的方法。

背景技术

随着社会经济的发展，环境问题引起人们越来越多的关注，重金属污染物通过各种途径进入土壤，其中铅是最常见的土壤污染重金属之一。造成土壤铅污染的主要原因可归结于燃煤、工业用铅、汽车尾气、采矿和冶炼等。土壤中铅可通过食物链或呼吸进入人体后，身体呈现恶心、呕吐、便秘、腹泻等症状；其重症者还呈现肝病、周围神经病、溶血性贫血等。铅是植物的非必须元素，当它与植物接触后就会对植物产生一定的毒害作用，轻则使植物体内的代写过程紊乱，生长发育受到抑制，重则导致植物死亡。通过稳定化降低土壤中铅的有效性是铅污染土壤修复的首选途径，而磷酸盐是稳定化效果最好的药剂。

一般认为，在铅污染土壤中添加磷酸盐后会形成难溶性的磷酸铅类沉淀。这类沉淀的水溶性极低，从而可以有效降低土壤中的有效态铅。磷酸盐对铅污染土壤修复的主要机制包括环境化学和生理生化两种机制：前者主要是由于土壤中Pb²⁺直接被磷酸盐吸附及PO₄ ^3-诱导 的间接作用吸附，以及Pb²⁺与土壤溶液中的PO₄ ^3-形成磷酸盐沉淀等；后者主要指Pb²⁺与植物细胞壁和液泡内含磷物质形成沉淀，从而降低了铅离子在植物体内的木质部长距离输送。研究表明，单独添加磷酸盐溶液稳定化处理铅污染土壤不仅效率低，并且耗费周期偏长。

CN102416403A公开了一种盐酸和磷酸二氢钾结合稳定石灰性铅污染土壤中的铅，在石灰性铅污染土壤中同时添加盐酸和磷酸二氢钾，可起到显著降低石灰性铅污染土壤中铅的有效性的效果，该方法养护周期长，不能达到完全稳定土壤中铅的效果，稳定前后，土壤浸出液中铅含量还为处理前的20％左右。效果不明显。不能满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》中最高浓度限值0.25mg/L的要求。

发明内容

针对现有的问题，本发明的目的在于提供一种处理周期短，效果好的铅污染土壤酸性磷酸盐稳定化修复方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种铅污染土壤酸性磷酸盐稳定化修复的方法，其特征在于：包括如下步骤：在铅污染的土壤中，添加磷酸钠及磷酸混合溶液，搅拌均匀，然后养护。

作为上述方案的优选：具体步骤为：称取铅污染土壤，测定含铅量，然后称取过量的磷酸钠，将磷酸钠溶于质量分数为5％～20％的磷酸溶液中，搅拌均匀，每100g土壤需要磷酸溶液5-15ml。

将上述磷酸钠和磷酸溶液均匀喷洒在铅污染土壤上，搅拌均匀，使得土壤的pH小于5；调节土壤含水量为18％-23％，保持该含水量，室温下养护3天。

作为进一步的优选：所述磷酸钠的量为铅污染土壤质量的5％-9％。

作为进一步的优选：对于铅含量约为1000mg/kg的铅污染土壤，加入土壤质量分数5-7％的磷酸钠，每100g土壤添加5～11mL质量分数为8.0％～13％的磷酸溶液；

对于铅含量约为3000mg/kg的铅污染土壤，加入土壤质量分数6-8％的磷酸钠，每100g土壤添加7～13mL质量分数为10％～15％的磷酸溶液；

对于铅含量约为6000mg/kg的铅污染土壤，加入土壤质量分数7-9％的磷酸钠，每100g土壤添加8～14mL质量分数为13％～18％的磷酸溶液；

对于铅含量约为9000mg/kg的铅污染土壤，加入土壤质量分数9-11％的磷酸钠，每100g土壤添加9～15mL质量分数为15％～20％的磷酸溶液。

稳定化处理后浸出液的制备及测试：稳定化处理的含铅污染土壤浸出液的制备严格按照《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲液法》HJ/T 300-2007进行。而其中浸出液的含铅量采用原子石墨炉吸收法测试。

本发明中，酸性磷酸盐溶液可稳定化处理含铅污染土壤中的有效态铅。

本发明的有益效果是：1、稳定化处理后含铅污染土壤中浸出液的含铅量均低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》中含铅量浓度限值 0.25mg/L。

2、本发明稳定化处理时间仅需3d，周期短。酸性磷酸盐溶液稳定化处理时间短的原因在于氢离子可以促进弱酸形态铅的溶解，此外，磷酸根离子能和铅离子生成难溶于水的磷酸铅沉淀物。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述：

实施例1

原土浸出液含铅量：按照《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲液法》HJ/T 300-2007方法，铅含量为1000mg/kg、3000mg/kg、6000mg/kg和9000mg/kg的污染土壤浸出液的含铅量分别为51.8mg/L、81.9mg/L、161.6mg/L和278.9mg/L。

实施例2

1000mg/kg土壤稳定化处理：称取100g铅浓度约为1000mg/kg的土壤五份；分别将土壤质量的2.0％、3.0％、3.5％、4.0％、5.0％、6.0％和7.0％的磷酸盐溶于10mL质量分数为10％的磷酸液中；将上述制备的混合溶液均匀喷洒到土壤中，搅拌均匀，使得土壤的pH小于5，调节土壤含水量为18％-23％，保持该含水量，室温养护3d后，测试土壤浸出液含铅量分别为1.762mg/L、0.8926mg/L、0.6614mg/L、0.4651mg/L、0.2187mg/L、0.1867mg/L和0.1534mg/L。其中加入5.0-7.0％的磷酸钠的实验能满足浸出液中铅含量低于0.25mg/L的要求。

实施例3

3000mg/kg土壤稳定化处理：称取100g铅浓度约为3000mg/kg的土壤五份；分别将土壤质量的3.0％、4.0％、4.5％、5.0％、6.0％、7.0％和8.0％的磷酸钠溶于10mL质量分数为13％的磷酸溶液中；将上述制备的混合溶液均匀喷洒到土壤中，搅拌均匀，使得土壤的pH小于5，搅拌均匀、调节土壤含水量为18％-23％，保持该含水量，室温养护3d后，测试土壤浸出液含铅量分别为1.861mg/L、1.131mg/L、0.6272mg/L、0.4211mg/L、0.2294mg/L、0.1876mg/L和0.1438mg/L。其中加入6.0-8.0％的磷酸钠的实验能满足浸出液中铅含量低于0.25mg/L的要求。

实施例4

测定铅含量为6000mg/kg土壤稳定化处理：称取100g铅浓度约为6000mg/kg的土壤五份；分别将土壤质量的4.0％、5.0％、6.0％、7.0％、8.0％和9.0％的磷酸钠溶于12mL质量分数为15％的磷酸溶液中；将上述制备的混合溶液均匀喷洒到土壤中，搅拌均匀，使得土壤的pH小于5，搅拌均匀、调节土壤含水量为18％-23％，保持该含水量，室温养护3d后，测试土壤浸出液含铅量分别为1.621mg/L、1.028mg/L、0.6915mg/L、0.2342mg/L、0.1976mg/L和0.1639mg/L。其中加入7.0-9.0％的磷酸钠的实验能满足浸出液中铅含量低于0.25mg/L的要求。

实施例5

测定铅含量为9000mg/kg土壤稳定化处理：称取100g铅浓度约 为9000mg/kg的土壤五份；分别将土壤质量的5.0％、6.0％、7.0％、8.0％、9.0％、10.0％和11.0％的磷酸钠溶于14mL质量分数为18％的磷酸溶液中；将上述制备的混合溶液均匀喷洒到土壤中，搅拌均匀，使得土壤的pH小于5，搅拌均匀、调节土壤含水量为18％-23％，保持该含水量，室温养护3d后测试土壤浸出液中含铅量分别为1.396mg/L、1.013mg/L、0.5843mg/L、0.3553mg/L、0.2281mg/L、0.1862mg/L和0.1675mg/L。其中加入9.0-11.0％的磷酸钠的实验能满足浸出液中铅含量低于0.25mg/L的要求。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。但不局限于上述实施例，如对于铅含量约为1000mg/kg的铅污染土壤，添加磷酸钠可在土壤质量分数5-7％之间选择，添加的磷酸溶液浓度可在8-13％之间选择，每100g土壤添加的磷酸溶液的量在5～11mL之间选择。

对于铅含量约为3000mg/kg的铅污染土壤，添加磷酸钠可在土壤质量分数6-8％之间选择，添加的磷酸溶液浓度可在10-15％之间选择，每100g土壤添加磷酸的量在7～13mL之间选择。

对于铅含量约为6000mg/kg的铅污染土壤，添加磷酸钠可在土壤质量分数7-9％之间选择，添加的磷酸溶液浓度可在13-18％之间选择，每100g土壤添加磷酸的量在8～14mL之间选择。

对于铅含量约为9000mg/kg的铅污染土壤，添加磷酸钠可在土壤质量分数9-11％之间选择，添加的磷酸溶液浓度可在15-20％之间选择，每100g土壤添加磷酸的量在9～15mL之间选择。

按照本发明的方法，在以上范围内的调整都能达到养护后浸出液 铅含量低于0.25mg/L的要求，在此我们不对其实施例做具体阐述。

应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种铅污染土壤酸性磷酸盐稳定化修复的方法，其特征在于：包括如下步骤：称取铅污染土壤，测定含铅量，然后称取过量的磷酸钠，将磷酸钠溶于质量分数为5％～20％的磷酸溶液中，搅拌均匀，每100g土壤需要磷酸溶液5-15ml，

将上述磷酸钠和磷酸溶液均匀喷洒在铅污染土壤上，搅拌均匀，使得土壤的pH小于5；调节土壤含水量为18％-23％，保持该含水量，室温下养护3天，使得土壤浸出液中铅含量低于0.25mg/L，

其中：对于铅含量约为1000mg/kg的铅污染土壤，加入土壤质量分数5-7％的磷酸钠，每100g土壤添加5～11mL质量分数为8.0％～13％的磷酸溶液；

对于铅含量约为3000mg/kg的铅污染土壤，加入土壤质量分数6-8％的磷酸钠，每100g土壤添加7～13mL质量分数为10％～15％的磷酸溶液；

对于铅含量约为6000mg/kg的铅污染土壤，加入土壤质量分数7-9％的磷酸钠，每100g土壤添加8～14mL质量分数为13％～18％的磷酸溶液；

对于铅含量约为9000mg/kg的铅污染土壤，加入土壤质量分数9-11％的磷酸钠，每100g土壤添加9～15mL质量分数为15％～20％的磷酸溶液。