CN109877146B

CN109877146B - 一种砷污染土壤修复结构和修复方法

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Publication number: CN109877146B
Application number: CN201910181401.4A
Authority: CN
Inventors: 林晓燕; 樊杜平; 熊云武; 梁鹏; 王月玲; 李诗刚; 张静静; 周凤飒; 张波
Original assignee: Shenzhen Techand Ecology and Environment Co Ltd
Current assignee: Cecep Tiehan ecological environment Co.,Ltd.
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2021-03-02
Anticipated expiration: 2039-03-11
Also published as: CN109877146A

Abstract

本发明公开了一种砷污染土壤修复结构和修复方法，该砷污染土壤修复结构包括阻隔墙，阻隔墙围合形成隔离区；隔离区内从下至上依次设有第一修复层、隔离疏水层、吸附层、第二修复层，第一修复层的材料为总砷含量大于500mg/kg且砷浸出毒性大于0.5mg/L的重度砷污染土壤经稳定化修复所得土壤；第二修复层的材料为总砷含量小于500mg/kg的中轻度砷污染土壤经淋洗修复所得土壤，和/或中轻度砷污染土壤经淋洗修复和改性处理所得土壤；改性处理包括砷稳定化处理和/或土壤pH调节处理。通过以上方式，本发明砷污染土壤修复结构可使砷污染土壤的修复周期大大缩短，修复效果好，持久性和稳定性强，且修复成本低。

Description

一种砷污染土壤修复结构和修复方法

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种砷污染土壤修复结构和修复方法。

背景技术

砷被世界卫生组织(WHO)和美国环保局(EPA)定级为一种已知人类致癌物质，人体长期暴露砷可导致皮肤癌和肾、肝、膀胱等内脏器官的癌变。土壤砷污染已经成为人们普遍关注的环境污染问题之一。

针对砷污染土壤修复，目前常用的方法为固化/稳定化修复、化学淋洗修复或植物修复。其中，固化/稳定化修复成本低，但只能降低砷浸出毒性，不能降低砷总量，在条件改变下，土壤砷浸出毒性可能会反升，造成修复效果不稳定；化学淋洗修复周期短，且可以降低砷总量，修复彻底，但其修复成本相对于固化/稳定化技术高，且存在淋洗废液处理问题；植物修复具有成本低，且可获得景观效果的优点，但其修复周期长，污染重的土壤其修复周期长达上百年，远远无法满足城市化快速发展的要求。

这些常规的砷污染土壤修复方法在修复达标的基础上无法同时满足修复周期、修复成本、修复持久性的要求。因此，随着国家对土壤污染的重视，及城市化快速发展的步伐，迫切需要寻求一种修复周期短、修复成本低、修复效果好且持久性强的砷污染土壤修复方案。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种砷污染土壤修复结构和修复方法。

本发明所采用的技术方案是：一种砷污染土壤修复结构，包括：阻隔墙，所述阻隔墙围合形成隔离区；所述隔离区内从下至上依次设有第一修复层、隔离疏水层、吸附层、第二修复层；所述第一修复层的材料为重度砷污染土壤经稳定化修复所得土壤，所述重度砷污染土壤为总砷含量大于500mg/kg且砷浸出毒性大于0.5mg/L的土壤；所述第二修复层的材料为中轻度砷污染土壤经淋洗修复所得土壤，和/或中轻度砷污染土壤经淋洗修复和改性处理所得土壤；所述中轻度砷污染土壤为总砷含量小于500mg/kg的土壤；所述改性处理包括砷稳定化处理和/或土壤pH调节处理。

优选地，所述隔离疏水层的厚度为15～20cm；所述吸附层的厚度为20～40cm；所述第二修复层的厚度为1.0～1.5m。

优选地，所述第二修复层上还设有改良层，所述改良层上栽种有修复植物；所述改良层的材料为中轻度砷污染土壤经淋洗修复、改性处理和改良处理所得土壤。改良层的厚度一般为15-20cm，修复植物优选为常绿植物。通过设置改良层以及在改良层上栽种植物，以进一步进行植物修复，成本低，且可获得景观效果。

优选地，所述重度砷污染土壤经稳定化修复所得土壤的砷浸出毒性符合污水综合排放标准(GB 8978-1996)，即小于或等于0.5mg/L；所述中轻度砷污染土壤经淋洗修复所得土壤的总砷量符合绿化种植土壤标准(CJ/T 340-2016)，即小于或等于55mg/kg；所述中轻度砷污染土壤经淋洗修复和改性处理所得土壤的pH符合绿化种植土壤标准(CJ/T340-2016)，砷浸出毒性符合污水综合排放标准(GB 8978-1996)。

本发明还提供了一种砷污染土壤修复方法，包括以下步骤：

S1、在砷污染土壤填埋处设置填埋凹槽，在所述填埋凹槽的内侧壁上设置阻隔墙，所述阻隔墙围合形成隔离区；将砷污染土壤划分为重度砷污染土壤和中轻度砷污染土壤，所述重度砷污染土壤为总砷含量大于500mg/kg且砷浸出毒性大于0.5mg/L的土壤；所述中轻度砷污染土壤为总砷含量小于500mg/kg的土壤；

S2、向重度砷污染土壤中添加砷稳定剂进行稳定化修复，而后填埋至所述隔离区，形成第一修复层；

S3、在所述第一修复层上设置隔离疏水层；在所述隔离疏水层上设置吸附层；

S4、向中轻度砷污染土壤中添加淋洗剂进行淋洗修复，而后填埋于所述吸附层上，形成第二修复层。

优选地，所述砷污染土壤修复方法还可包括：向对所述第二修复层的表层土壤中添加有机肥进行改良，形成改良层，再在所述改良层上种植修复植物；有机肥可采用枯枝落叶堆肥或蘑菇渣肥，有机肥的添加量优选为改良层土壤体积的15％～30％，进行改良的第二修复层的表层土壤厚度一般为15～20cm。通过采用有机肥对第二修复层的表层土壤进行修复，增加土壤的肥力，以利于修复植物的生长。修复植物优选采用常绿植物，可避免植物吸收的砷随落叶重新进入土壤中，产生二次污染。

步骤S1中，在砷污染土壤填埋处所设置的填埋凹槽的底部设于土壤隔水层 (隔水层一般为重力水流不能透过的土层或岩层)；阻隔墙设置于填埋凹槽的内侧壁上且向下延伸至土壤隔水层，向上延伸至高于土壤表面，阻隔墙围合成隔离区，隔离区与四周隔离，以使向其内部填充污染土壤时，填埋的污染土壤与周围土壤隔离。阻隔墙的材料可为钢筋混凝土材料，阻隔墙的厚度范围一般为 10～30cm。

步骤S2中，一般对重度砷污染土壤进行稳定化修复直至土壤砷浸出毒性符合污水综合排放标准(GB 8978-1996)。具体地，可将砷稳定剂加入土壤中，与土壤搅拌混匀后，加水保持土壤含水率约35％，搅拌均匀后，养护7～14天，取样，测土壤砷浸出毒性，若土壤砷浸出毒性大于污水综合排放标准(GB 8978-1996)的限值(0.5mg/L)，则继续添加砷稳定剂进行稳定化处理，直至取样测得的土壤砷浸出毒性符合污水综合排放标准。稳定化修复达标后的土壤填埋至隔离区，压实，形成第一修复层。稳定化修复过程所使用的砷稳定剂可选用硫酸亚铁，硫酸亚铁的添加量一般按与重度砷污染土壤的质量比0.5％～2.5％。

步骤S3中，优选通过在所述隔离疏水层上铺填吸附剂设置吸附层，所述吸附剂为铁粉与石英砂的混合物；铁粉和石英砂的体积比优选为1:(80～120)。隔离疏水层的材料具体可选用卵石，优选采用粒径为0.5～3cm卵石。

步骤S4中，一般向中轻度砷污染土壤加淋洗剂进行淋洗修复直至土壤总砷量达标，具体地，可将淋洗剂按照固液比为1g：(5～15)mL加入污染土壤中，淋洗2～3h，固液分离，收集淋洗液测砷浓度，并计算砷去除率，从去除率初步计算出土壤中残留的总砷量，若土壤总砷量大于绿化种植土壤标准(CJ/T 340-2016)的限值，则继续淋洗，直至计算出的土壤总砷量低于绿化种植土壤标准(CJ/T 340-2016)的限值，收集淋洗废液，并向土壤中再按固液比为1g： (5～15)mL加入清洁水，继续淋洗20～40min，固液分离，即得淋洗后总砷量达标的土壤。

淋洗剂可采用水、草酸、草酸与硫脲的混合液、草酸与H₂O₂的混合液等，优选采用草酸和硫脲的混合液；进一步优选地，淋洗剂中草酸的质量浓度为 0.9％～3.6％，硫脲的质量浓度为0.5％～1.5％。采用草酸和硫脲的混合液作为淋洗剂可利用硫脲将土壤中的As(Ⅴ)还原为As(Ⅲ)，而As(Ⅲ)的溶解能力大于 As(Ⅴ)，从而可以大大提高淋洗效率。

优选地，步骤S4中，在进行淋洗修复的过程中收集淋洗过程产生的废液，进行废液净化及循环利用处理。废液净化及循环利用过程具体可包括：先采用 H₂O₂将废液中的As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)，而后添加硫酸亚铁、石灰粉、活性炭进行处理，待淋洗废液处理后的上清液重金属浓度和pH符合地表水Ⅳ类水标准后，即可抽提该上清液，该上清液可用于配制淋洗剂，也可用于对被污染土壤进行淋洗处理，从而实现淋洗废液的回收和循环利用。淋洗废液处理过程中产生的沉淀物送入危险废物填埋场进行安全处置。

步骤S4中，向中轻度砷污染土壤中添加淋洗剂进行淋洗修复之后，优选还包括对修复后土壤进行改性处理，所述改性处理包括砷稳定化处理和/或土壤 pH调节处理；优选采用砷稳定化处理和土壤pH调节处理，具体可包括向淋洗修复后的土壤中加入氧化剂混合，再加入砷稳定剂和碱性pH调节剂混合，通常还需加水保持土壤含水率在35％左右，进行养护，养护天数一般为7～14天。通过以上改性处理，其中砷稳定化处理利用氧化剂先将淋洗修复达标后的土壤中残留的As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)，后加入砷稳定剂可以使As(Ⅴ)稳定下来，降低浸出毒性，提高修复效果的稳定性；土壤pH调节处理通过加入碱性pH调节剂提高土壤的pH，使改性后的土壤pH满足植物生长所需环境要求。因此，可通过以上改性处理直至土壤的pH符合绿化种植土壤标准(CJ/T 340-2016)，砷浸出毒性符合污水综合排放标准(GB 8978-1996)。

优选地，所述氧化剂为H₂O₂，H₂O₂的添加量按与淋洗修复后土壤的质量比 0.5％～1.5％；所述砷稳定剂为硫酸亚铁，硫酸亚铁的添加量按与淋洗修复后土壤的质量比0.5％～1.5％；所述碱性pH调节剂为CaO，CaO的添加量按与淋洗修复后土壤的质量比0.3％～0.7％。

通过以上砷污染土壤修复方法可形成对应的砷污染土壤修复结构。

本发明的有益技术效果是：本发明提供一种砷污染土壤修复结构和修复方法，该砷污染土壤修复结构通过阻隔墙的设置以及通过阻隔墙围合形成隔离区，可避免隔离区内的修复层土壤材料后期对周围环境产生二次污染。通过第一修复层和第二修复层的设置，将砷污染土壤根据污染程度划分为重度砷污染土壤和中轻度砷污染土壤，不同类型的砷污染土壤合理采用不同的方法修复，其中，对砷含量较高的重度砷污染土壤采用稳定化修复，砷含量相对低的中轻度砷污染土壤采用淋洗修复，可减少淋洗废液量，在保证修复效果的基础上，减少修复成本，且修复周期短。另外，通过在第一修复层和第二修复层之间设置吸附层，可以利用吸附层吸附第二修复层随降水迁移下来的砷；在吸附层与第一修复层之间设有隔离疏水层，一方面可起到隔离作用，避免吸附层吸附第一修复层中的砷，另一方面隔离疏水层可起到导排的作用，进而可在一定程度上控制第一修复层中土壤砷浸出毒性反升的问题。综上，通过以上砷污染土壤修复结构，可使砷污染土壤的修复周期大大缩短，修复效果好，持久性和稳定性强，且修复成本低，尤其适用于城市砷污染场地使用，可实现对城市砷污染场地高效而快速地修复。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明。

图1是本发明实施例1中砷污染土壤修复结构的结构示意图；

图2是本发明实施例2中砷污染土壤修复结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种砷污染土壤修复方法，包括以下步骤：

S1、在砷污染土壤填埋处开设填埋凹槽，在填埋凹槽的内侧壁上设置阻隔墙，阻隔墙围合成与四周隔离的隔离区。具体地，所开设的填埋凹槽底部位于土壤隔水层(隔水层一般为重力水流不能透过的涂层或岩层)，阻隔墙向下延伸至土壤隔水层，向上延伸高于土壤表面，具体可高于土壤表面10cm左右。阻隔墙的材料采用钢筋混凝土材料，厚度为20cm左右。通过阻隔墙的设置，填埋凹槽内部形成隔离区，填埋凹槽内部与周围土壤隔离。

S2、将砷污染土壤划分为重度砷污染土壤和中轻度砷污染土壤，重度砷污染土壤为总砷含量大于500mg/kg且砷浸出毒性大于0.5mg/L的土壤；中轻度砷污染土壤为总砷含量小于500mg/kg的土壤。取某一场地砷总含量为1462mg/kg 且砷浸出毒性为1.12mg/L的重度砷污染土壤作为第一待修复土壤，另一场地砷总含量为312mg/kg的中轻度砷污染土壤作为第二待修复土壤。

S3、向第一待修复土壤(即步骤S2所取的重度砷污染土壤)中加入砷稳定剂进行稳定化修复直至土壤砷浸出毒性达标。具体地，向第一待修复土壤中加入与土壤质量比为1.5％的硫酸亚铁，搅拌混匀后，加水保持土壤含水率为35％左右，继续搅拌混匀后，养护7天，取样，测得土壤砷浸出毒性为0.11mg/L，低于污水综合排放标准(GB 8978-1996)的限值(0.5mg/L)，修复土壤的砷浸出毒性达标。而后将修复土壤填埋至隔离区，压实，形成第一修复层。

S4、在第一修复层上设置隔离疏水层。具体在第一修复层上铺填粒径为 0.5～3cm卵石，厚度为15～20cm，形成隔离疏水层，可用于隔离第一修复层中的砷，同时可实现疏水作用。

S5、在隔离疏水层上设置吸附层。具体在隔离疏水层上铺填铁粉和石英砂按照1:120的体积比充分混匀构成的吸附剂，厚度为20～40cm，形成吸附层。

S6、向第二待修复土壤(即步骤S2所取的中轻度砷污染土壤)中加入淋洗剂进行淋洗修复处理直至土壤总砷量达标。具体地，取草酸、硫脲和水混合配制淋洗剂，淋洗剂中草酸的质量浓度为2.25％，硫脲的质量浓度为1％；而后按照第二待修复土壤与淋洗剂的固液比为1g：10mL向第二待修复土壤中加入淋洗剂进行淋洗修复，淋洗2h，固液分离，收集淋洗液测砷浓度，并计算砷去除率，从去除率初步计算出土壤中残留的总砷量为68.64mg/kg，大于绿化种植土壤标准(CJ/T 340-2016)的限值(55mg/kg)，继续按固液比1g：10mL加入淋洗剂进行淋洗2h，固液分离，并向土壤中再按固液比1g：10mL加入清洁水，继续淋洗30min，固液分离，取土壤样品，测得淋洗后土壤总砷量为25.89mg/kg，低于绿化种植土壤标准(CJ/T 340-2016)的限值(55mg/kg)，土壤总砷量达标。

对淋洗过程中产生的废液进行处理。具体地，可先采用H₂O₂将废液中的As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)，而后添加硫酸亚铁、石灰粉、活性炭进行处理，待淋洗废液处理后的上清液重金属浓度和pH符合地表水Ⅳ类水标准后，可抽提该上清液用于配制淋洗剂，也可用于中轻度砷污染土壤淋洗，从而可实现淋洗废液的回收和循环利用。淋洗废液处理过程中产生的沉淀物送入危险废物填埋场进行安全处置。

S7、测定经步骤S6处理后的土壤的pH值，测得土壤pH值为3.69，不适合植物生长，因而再对土壤进行改性处理，使其符合植物生长环境要求。具体地，向土壤中添加与土壤质量比为1.0％的H₂O₂，混合均匀，而后加入与土壤质量比为1.0％的硫酸亚铁和与土壤质量比为0.5％的CaO，混合均匀，而后加水保持土壤含水率约为35％，继续搅拌混匀，养护7天后取样，测得土壤的pH值为 6.21，符合绿化种植土壤标准(CJ/T 340-2016)，测得砷浸出毒性为0.08mg/L，远低于污水综合排放标准限值(0.5mg/L)。而后将改性处理后的土壤填埋于吸附层上，厚度为1.0～1.5m，形成第二修复层。

S8、向第二修复层表层的土壤用有机肥进行改良处理，形成改良层；其中，进行改良处理的表层土壤厚度为15～20cm，有机肥可为枯枝落叶堆肥或蘑菇渣肥，有机肥的添加量占土壤体积20％。

S9、在改良层上种植修复植物，并进行养护。

通过以上砷污染土壤修复方法可形成一种砷污染土壤修复结构，该砷污染土壤修复结构如图1所示，包括阻隔墙11，阻隔墙11围合形成隔离区，隔离区内从下至上依次设有第一修复层12、隔离疏水层13、吸附层14、第二修复层15和改良层16；改良层16上种植有修复植物17。第一修复层12的材料为重度砷污染土壤经稳定化修复所得土壤；第二修复层15的材料为中轻度砷污染土壤经淋洗修复和改性处理所得土壤，改性处理为砷稳定化处理和土壤pH调节处理。

实施例2

一种砷污染土壤修复方法，包括以下步骤：

S1、在砷污染土壤填埋处开设填埋凹槽，填埋凹槽的底部位于土壤隔水层，采用钢筋混凝土材料在填埋凹槽的内侧壁上设置阻隔墙，阻隔墙向下延伸至土壤隔水层，向上延伸高于土壤表面15cm左右，阻隔墙的厚度为15cm左右，阻隔墙围合成与四周隔离的隔离区。

S2、将砷污染土壤划分为重度砷污染土壤和中轻度砷污染土壤，重度砷污染土壤为总砷含量大于500mg/kg且砷浸出毒性大于0.5mg/L的土壤；中轻度砷污染土壤为总砷含量小于500mg/kg的土壤。取某一场地砷总含量为1285mg/kg 且砷浸出毒性为1.08mg/L的重度砷污染土壤作为第一待修复土壤，另一场地砷总含量为212mg/kg的中轻度砷污染土壤作为第二待修复土壤。

S3、向第一待修复土壤中加入与土壤质量比为1.0％的硫酸亚铁，搅拌混匀后，加水保持土壤含水率为35％左右，继续搅拌混匀，养护7天，取样，测得土壤砷浸出毒性为0.25mg/L，低于污水综合排放标准(GB 8978-1996)的限值 (0.5mg/L)，修复土壤的砷浸出毒性达标。而后将修复土壤填埋至隔离区，压实，形成第一修复层。

S4、在第一修复层上铺填粒径为0.5～3cm卵石，厚度为15～20cm，形成隔离疏水层。

S5、在隔离疏水层上铺填铁粉和石英砂按照1:80的体积比充分混匀构成的吸附剂，厚度为20～40cm，形成吸附层。

S6、取草酸和水混合配制淋洗剂，淋洗剂中草酸的质量浓度为2.0％；而后按照第二待修复土壤与淋洗剂的固液比为1g：15mL向第二待修复土壤中加入淋洗剂进行淋洗修复，每次淋洗时间为2h，每次淋洗后均进行固液分离，用淋洗剂淋洗3次后，向土壤中再按固液比为1g：15mL加入清洁水，继续淋洗30min，固液分离，收集淋洗过程产生的废液，取土壤样品测得淋洗后土壤总砷量为 38.78mg/kg，低于绿化种植土壤标准(CJ/T 340-2016)的限值(55mg/kg)，土壤总砷量达标。采用与实施例1中类似的方法对淋洗过程中产生的废液进行处理。

通过以上砷污染土壤修复方法可形成一种砷污染土壤修复结构，该砷污染土壤修复结构如图2所示，包括阻隔墙21，阻隔墙21围合形成隔离区，隔离区内从下至上依次设有第一修复层22、隔离疏水层23、吸附层24和第二修复层25。第一修复层22的材料为重度砷污染土壤经稳定化修复所得土壤；第二修复层25的材料为中轻度砷污染土壤经淋洗修复所得土壤。

实施例3

采用云南省某场地一中轻度砷污染土壤(总砷量小于500mg/kg)作为待修复土壤，该待修复土壤中总砷量具体为206mg/kg。分别采用4种淋洗剂对待修复土壤进行淋洗修复，分别为草酸、草酸+硫脲(即草酸与硫脲的混合液)、草酸+盐酸羟胺(即草酸与盐酸羟胺的混合液)、草酸+H₂O₂(即草酸与H₂O₂的混合液)，淋洗剂中草酸的质量浓度均为1.8％，硫脲、盐酸羟胺、H₂O₂的浓度均为 0.75％。具体淋洗修复方法为：取10g土样置于250mL塑料瓶容器中，按土样与淋洗剂的固液比为1g:10mL加入淋洗剂，200r/min振荡2h后，静置，固液分离，测定上清液As浓度，计算砷去除率。分别采用以上4种淋洗剂按如上方法对待修复土壤进行淋洗修复，并测定计算淋洗修复后土壤的砷去除率，所得结果见表1。

表1采用不同淋洗剂的砷去除率

从上表1可知，在草酸中加入硫脲，可以大大提高淋洗效率，振荡淋洗修复处理后，采用草酸与硫脲的混合液作为淋洗剂处理的砷去除率(79.62％)明显高于草酸溶液处理，也明显高于采用草酸与盐酸羟胺的混合液、草酸与H₂O₂的混合液处理，主要因为硫脲可以将土壤中的As(Ⅴ)还原为As(Ⅲ)，而As(Ⅲ) 的溶解能力大于As(Ⅴ)，从而可以大大提高淋洗效率。

实施例4

采用云南省某场地另一中轻度砷污染土壤(总砷量小于500mg/kg)作为待修复土壤，该待修复土壤中总砷量具体为438mg/kg。采用草酸和硫脲的混合液作为淋洗剂，且淋洗剂中草酸的质量浓度为2.7％，硫脲的质量浓度为1％。称取 55g土样于1000mL塑料瓶中，共称取6份，按固液比1g:10mL加入草酸和硫脲的混合液550mL，200r/min振荡3h，静置，固液分离，测定上清液As浓度，并计算As 去除率，从去除率初步计算残留在土壤中的砷含量，当砷含量大于绿化种植土壤标准限值(55mg/kg)时，继续振荡淋洗，即向固液分离后的塑料瓶中的土壤再按固液比1g:10ml加入草酸和硫脲的混合液，继续振荡3h、静置、固液分离，直至淋洗后土壤总砷量小于绿化种植土壤标准限值(55mg/kg)。本实施例中具体采用草酸和硫脲的混合液共淋洗2次后，向固液分离后的塑料瓶中的土壤再按固液比1g:10ml加入去离子水，用200r/min振荡30min，静置，固液分离；将淋洗修复土壤取出，测得土壤总砷量为33.92mg/kg，土壤总砷量符合绿化种植土壤标准；测得土壤pH为3.51，不适合植物生长。因此，需对淋洗后土壤总砷量达标的土壤进行改性，使其pH符合植物生长要求。

将取出的淋洗后总砷量达标土壤风干、碾碎、过2mm筛，将过筛后的土壤作为待改性土壤。向待改性土壤中加入改性材料，进行改性试验。具体方法为：称取25g待改性土壤于100ml烧杯中，共9个烧杯，向其中3个烧杯中，按与土壤质量比0.5％添加CaO，记为CaO，向另3个烧杯中分别按与土壤质量比1.0％、 0.5％添加硫酸亚铁、CaO，记为FeSO₄+CaO，向剩下的3个烧杯中按与土壤质量比1.0％加入H₂O₂，搅拌混匀后，再按与土壤质量比分别为1.0％、0.5％添加硫酸亚铁、CaO，记为H₂O₂+FeSO₄+CaO，将所有烧杯中改性材料与土壤搅拌混匀，加去离子水保持含水率约35％，继续搅拌混匀，养护7天后取样，测定土壤pH和砷浸出毒性。以上9个样，分设为3组，每组设置3个平行，各组采用CaO、 FeSO₄+CaO和H₂O₂+FeSO₄+CaO作为改性材料对待改性土壤进行改性处理，测定各组平行样土壤经改性处理后的土壤pH和砷浸出毒性，再取平均值作为该组土壤经改性处理后的pH值和砷浸出毒性，所得结果见表2。

表2采用不同改性材料进行改性处理后土壤pH和砷浸出毒性

从表2可知，以上改性处理，单纯采用CaO或采用CaO和硫酸亚铁的混合改性材料虽然可以提高土壤pH，但土壤砷浸出毒性超标，不符合污水综合排放标准(0.5mg/L)，但先添加H₂O₂，后再添加硫酸亚铁和CaO的改性处理(即 H₂O₂+FeSO₄+CaO处理)，养护7天后测得的土壤pH为6.15，符合绿化种植土壤标准(CJ/T 340-2016)，且土壤砷浸出毒性仅为0.09mg/L，远低于污水综合排放标准限值(0.5mg/L)，与采用CaO处理、FeSO₄+CaO混合处理相比，H₂O₂+FeSO₄+CaO处理土壤砷浸出毒性分别可以降低93.71％、86.96％，对砷具有明显的稳定效果。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所述权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims

1.一种砷污染土壤修复结构，其特征在于，包括：

阻隔墙，所述阻隔墙围合形成隔离区；

所述隔离区内从下至上依次设有第一修复层、隔离疏水层、吸附层、第二修复层；

所述第一修复层的材料为重度砷污染土壤经稳定化修复所得土壤，所述重度砷污染土壤为总砷含量大于500mg/kg且砷浸出毒性大于0.5mg/L的土壤；

所述第二修复层的材料为中轻度砷污染土壤经淋洗修复所得土壤，和/或中轻度砷污染土壤经淋洗修复和改性处理所得土壤；所述中轻度砷污染土壤为总砷含量小于500mg/kg的土壤；所述改性处理包括砷稳定化处理和/或土壤pH调节处理。

2.根据权利要求1所述的砷污染土壤修复结构，其特征在于，所述隔离疏水层的厚度为15～20cm；所述吸附层的厚度为20～40cm；所述第二修复层的厚度为1.0～1.5m。

3.根据权利要求1或2所述的砷污染土壤修复结构，其特征在于，所述第二修复层上还设有改良层，所述改良层上栽种有修复植物；所述改良层为中轻度砷污染土壤经淋洗修复、改性处理和改良处理所得土壤。

4.一种砷污染土壤修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的砷污染土壤修复方法，其特征在于，还包括：向对所述第二修复层的表层土壤中添加有机肥进行改良，形成改良层，再在所述改良层上种植修复植物。

6.根据权利要求4所述的砷污染土壤修复方法，其特征在于，步骤S3中，通过在所述隔离疏水层上铺填吸附剂设置吸附层，所述吸附剂为铁粉与石英砂的混合物。

7.根据权利要求4所述的砷污染土壤修复方法，其特征在于，步骤S4中，所述淋洗剂为草酸和硫脲的混合液。

8.根据权利要求4所述的砷污染土壤修复方法，其特征在于，步骤S4中，在进行淋洗修复的过程中收集淋洗过程产生的废液，进行废液净化及循环利用处理。

9.根据权利要求4所述的砷污染土壤修复方法，其特征在于，步骤S4中，向中轻度砷污染土壤中添加淋洗剂进行淋洗修复之后，还包括对修复后土壤进行改性处理，所述改性处理包括砷稳定化处理和/或土壤pH调节处理。

10.根据权利要求9所述的砷污染土壤修复方法，其特征在于，所述改性处理具体包括：向淋洗修复后的土壤中加入氧化剂混合，而后加入砷稳定剂和碱性pH调节剂混合，进行养护。

11.根据权利要求10所述的砷污染土壤修复方法，其特征在于，所述氧化剂为H₂O₂，H₂O₂的添加量为与淋洗修复后土壤的质量比0.5％～1.5％；所述砷稳定剂为硫酸亚铁，硫酸亚铁的添加量为与淋洗修复后土壤的质量比0.5％～1.5％；所述碱性pH调节剂为CaO，CaO的添加量为与淋洗修复后土壤的质量比0.3％～0.7％。