CN112122325A - 一种砷污染土壤淋洗剂及其制备方法与应用 - Google Patents
一种砷污染土壤淋洗剂及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112122325A CN112122325A CN202010765825.8A CN202010765825A CN112122325A CN 112122325 A CN112122325 A CN 112122325A CN 202010765825 A CN202010765825 A CN 202010765825A CN 112122325 A CN112122325 A CN 112122325A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- arsenic
- soil
- eluting agent
- solution
- polluted soil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/02—Extraction using liquids, e.g. washing, leaching, flotation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种砷污染土壤淋洗剂及其制备方法与应用，所述砷污染土壤淋洗剂包含三聚磷酸盐溶液和无机碱溶液。本发明实施例方案的淋洗剂充分利用三聚磷酸盐和氢氧化钠的特性，可通过离子交换及溶解等作用，使土壤中的砷转移至溶液中，本发明方案可使土壤中总砷的去除率可达50％以上，使土壤中砷含量低于有关标准，达到修复目标；本发明方案的淋洗剂组分简单，有利于后续淋洗废液处理，所选试剂均为价格低廉、环境友好型和对土壤基质破坏小等优点，不仅有利于成本控制，同时还有利于环境保护，可同时兼顾经济效益和环境效益。
Description
技术领域
本发明涉及场地污染土壤修复技术，具体涉及一种砷污染土壤淋洗剂及其制备方法与应用。
背景技术
砷及含砷金属的开采、冶炼，用砷或砷化合物作原料的玻璃、颜料、原药、纸张的生产及煤的燃烧等过程，都可产生含砷废水、废气和废渣，对环境造成污染。目前，如何改善砷污染是全球面临的十分严峻的环境问题。
现有技术中，针对砷污染土壤的修复技术主要通过三种途径：1)隔离法，即采用水泥密封、隔离墙等阻隔技术将污染土壤与周围环境隔离，从而减轻对环境的危害；2)通过物理、化学或生物方法改变土壤中砷的赋存形态，降低砷的移动性、生物有效性与毒性；3)通过淋洗、萃取、生物富集等技术将砷从污染土壤中提取出来，从根本上降低土壤砷含量。其中，淋洗修复技术虽然不可避免地会对土壤理化性质造成不同程度的影响和破坏，但由于其不仅能够快速地去除土壤中的污染物，治理效果稳定，还具有操作简单、操作人员可不直接接触污染物等优点，已成为污染土壤快速修复研究的热点和发展方向之一。
土壤中的砷形态多样，主要包括有机砷和无机砷，其中，无机砷包括砷化氢、亚砷酸盐(III)和砷酸盐(V)，各种价态与形态的砷的毒性差异较大，毒性顺序为砷化氢>三价砷>五价砷>有机砷。尽管有机砷的毒性最低，然而在农药施用区土壤中残存有机砷量约占总砷量的1/2，因此，在砷污染土壤修复中，需对各种形态的砷均进行修复方可实现土壤的彻底净化。中国发明专利申请文件CN109967513A公开了一种修复阳离子型和阴离子型复合重金属污染土壤的淋洗，该方法公开了在酸性条件下以多聚磷酸根盐作为淋洗剂，可使得土壤中的砷酸根和磷酸根竞争土壤颗粒上吸附位点的方式，促进土壤中阴离子型重金属砷的解吸，随后在固液分离后的淋洗液中加入硫化亚铁，同进去除淋洗液中阴离子型和阳离子型重金属，该方法可实现对砷酸盐的高去除率，然而该方法主要适用于砷酸盐污染，难以适用于其他形态的砷污染。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种砷污染土壤淋洗剂，能够大幅提升土壤中总砷的去除率。
本发明还提出一种具有上述砷污染土壤淋洗剂的制备方法。
本发明还提出一种具有上述砷污染土壤淋洗剂的应用。
根据本发明的第一方面实施方式的砷污染土壤淋洗剂，所述砷污染土壤淋洗剂包含三聚磷酸盐溶液和无机碱溶液。
根据本发明的一些实施方式，所述砷污染土壤淋洗剂中三聚磷酸盐的浓度为0.1～1mol/L；优选为0.2～0.5mol/L。
根据本发明的一些实施方式，所述无机碱溶液的pH≥13。
根据本发明的一些实施方式，所述无机碱选自氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述砷污染土壤淋洗剂由三聚磷酸钠溶液和氢氧化钠溶液组成。
根据本发明实施方式的淋洗剂，至少具有如下有益效果：本发明实施例方案的淋洗剂结合了聚磷酸盐及无机强碱的特性，利用磷酸根离子可将砷酸根离子从土壤中交换出来，利用氢氧化钠进一步将土壤中砷溶出，本发明方案可使土壤中总砷的去除率可达50％以上，使土壤中砷含量低于有关标准，达到修复目标；本发明方案的淋洗剂组分简单，有利于后续淋洗废液处理，所选试剂均为价格低廉、环境友好型和对土壤基质破坏小等优点，不仅有利于成本控制，同时还有利于环境保护，可同时兼顾经济效益和环境效益。
根据本发明第二方面实施方式的制备方法，包括以下步骤：
将淋洗剂各组分混合搅拌，分散均匀后，即得所述砷污染土壤淋洗剂。
根据本发明实施方式的制备方法，至少具有如下有益效果：本发明方案的制备方法简单、工艺步骤少，操作简便，工业化前景广阔。
根据本发明第三方面实施方式的应用，一种利用上述砷污染土壤淋洗剂进行淋洗的方法，包括以下步骤：
先向砷污染土壤加入三聚磷酸盐溶液，搅拌后固液分离，向固相部分加入无机碱溶液，再次搅拌后固液分离，收集得到的固相部分为修复后的土壤。
根据本发明的一些实施方式，所述三聚磷酸盐溶液与砷污染土壤的体积质量比为(3～20)ml:1g；优选为(3～15)ml:1g；进一步优选为(5～10)ml:1g。
根据本发明的一些实施方式，所述三聚磷酸盐溶液或无机碱溶液与砷污染土壤的反应时间分别独立为30～180min；优选为60～120min。
根据本发明实施方式的应用，至少具有如下有益效果：将本发明方案的淋洗剂用于砷污染土壤修复，能够有效降低土壤中总砷的含量。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到的试剂和材料。
本发明的实施例一为：一种砷污染土壤淋洗剂，包含三聚磷酸钠溶液(后文简称淋洗液A)和氢氧化钠溶液(后文简称淋洗剂B)，其中，三聚磷酸钠溶液的浓度为0.5mol/L，氢氧化钠溶液的浓度为0.5mol/L。
将上述砷污染土壤淋洗剂用于砷污染土壤修复，具体操作如下：
称取污染土10g(采自广州市某实际污染场地，土壤中砷总含量为135mg/kg，含水率10％)，置于离心管中，采取两步淋洗法，即先加入50mL淋洗液A反应2h后(转速＝40r/min、温度为室温)，将样品离心后倒掉上清液(保留部分上清液用于测定溶液中砷含量)，加入50mL淋洗液B置于旋转器上反应2h(转速＝40r/min、温度为室温)，将样品离心后倒掉上清液(保留部分上清液用于测定溶液中砷含量)。实施例1的固液比为1g：5ml。
本发明实施例二为一种砷污染土壤淋洗剂的应用，其与实施例一的区别在于：污染土与淋洗液A和B的固液比均为1g:10ml。
溶液中砷含量通过原子荧光光度计测定淋洗液中砷浓度(反应结束后，将样品离心，取上清液过0.45μm滤膜后用稀硝酸溶液稀释后)，通过消解土壤中样品测定残余的砷含量，计算土壤中总砷去除率。
砷的去除率计算公式如下：砷去除率＝淋洗后土壤残余砷含量/淋洗前土壤中砷含量。
测定实施例1～2淋洗处理后的淋洗液中砷含量、砷去除率及总砷去除率，结果如下表1所示：
表1本发明实施例1～2处理后的溶液中砷浓度
单一淋洗剂对砷污染土壤的淋洗效果：
本发明的对比例一为：一种砷污染土壤淋洗剂，该淋洗剂为0.5mol/L氢氧化钠溶液。
本发明的对比例二为：一种砷污染土壤淋洗剂，该淋洗剂为0.5mol/L三聚磷酸钠溶液。
本发明的对比例三为：一种砷污染土壤淋洗剂，该淋洗剂为0.5mol/L磷酸溶液。
本发明的对比例四为：一种砷污染土壤淋洗剂，该淋洗剂为0.5mol/L柠檬酸溶液。
本发明的对比例五为：一种砷污染土壤淋洗剂，该淋洗剂为0.5mol/L草酸溶液。
将上述砷污染土壤淋洗剂用于砷污染土壤修复，具体操作如下：
称取砷污染土壤10g置于离心管中(采自广州市某实际污染场地，土壤中砷含量为135mg/kg，含水率10％)，而后加入50mL淋洗液，置于旋转器上反应4h(转速＝40r/min、温度为室温)。反应结束后，将样品离心后，取上清液过0.45μm滤膜后用稀硝酸溶液稀释后，通过原子荧光光度计测定淋洗液中砷含量。
测定对比例1～5淋洗处理后的淋洗液中砷含量、砷去除率及总砷去除率，结果如下表2所示：
表2本发明对比例1～5处理后的溶液中砷浓度
对比表1和2可以看出，单一的使用氢氧化钠或三聚磷酸钠淋洗效果均有限。
本发明的对比例六为：一种砷污染土壤淋洗剂，该淋洗剂为0.5mol/L三聚磷酸钠溶液(以下简称淋洗液A)和0.5mol/L磷酸溶液(以下简称淋洗液C)。
本发明的对比例七为：一种砷污染土壤淋洗剂，该淋洗剂为0.5mol/L三聚磷酸钠溶液(以下简称淋洗液A)和0.5mol/L柠檬酸溶液(以下简称淋洗液C)。
将上述砷污染土壤淋洗剂用于砷污染土壤修复，具体操作如下：
称取污染土10g置于离心管中(采自广州市某实际污染场地，砷含量为133.34mg/kg，含水率为10％左右)，采取两步淋洗法，即先加入50mL淋洗液A反应2h后(转速＝40r/min、温度为室温)，将样品离心后倒掉上清液(保留部分上清液用于测定溶液中砷含量)，加入50mL淋洗液C置于旋转器上反应2h(转速＝40r/min、温度为室温)，将样品离心后倒掉上清液(保留部分上清液用于测定溶液中砷含量)。
测定对比例6～7淋洗处理后的淋洗液中砷含量、砷去除率及总砷去除率，结果如下表3所示：
表3本发明对比例6～7处理后的溶液中砷浓度
对比表1和表3结果发现，采用本发明实施例方案的总砷去除效果可显著提升。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种砷污染土壤淋洗剂，其特征在于：所述砷污染土壤淋洗剂包含三聚磷酸盐溶液和无机碱溶液。
2.根据权利要求1所述的砷污染土壤淋洗剂，其特征在于：所述砷污染土壤淋洗剂中三聚磷酸盐的浓度为0.1～1mol/L；优选为0.2～0.5mol/L。
3.根据权利要求1所述的砷污染土壤淋洗剂，其特征在于：所述无机碱溶液的pH≥13。
4.根据权利要求1所述的砷污染土壤淋洗剂，其特征在于：所述无机碱选自氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的砷污染土壤淋洗剂，其特征在于：所述砷污染土壤淋洗剂由三聚磷酸钠溶液和氢氧化钠溶液组成。
6.一种如权利要求1至5任一项所述的砷污染土壤淋洗剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将淋洗剂各组分混合搅拌，分散均匀后，即得所述砷污染土壤淋洗剂。
7.一种利用如权利要求1至5任一项所述的砷污染土壤淋洗剂进行淋洗的方法，其特征在于：包括以下步骤：
先向砷污染土壤加入三聚磷酸盐溶液，搅拌后固液分离，向固相部分加入无机碱溶液，再次搅拌后固液分离，收集得到的固相部分为修复后的土壤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述三聚磷酸盐溶液与砷污染土壤的体积质量比为(3～20)ml:1g；优选为(3～15)ml:1g；进一步优选为(5～10)ml:1g。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述三聚磷酸盐溶液或无机碱溶液与砷污染土壤的反应时间分别独立为30～180min；优选为60～120min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010765825.8A CN112122325A (zh) | 2020-08-03 | 2020-08-03 | 一种砷污染土壤淋洗剂及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010765825.8A CN112122325A (zh) | 2020-08-03 | 2020-08-03 | 一种砷污染土壤淋洗剂及其制备方法与应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112122325A true CN112122325A (zh) | 2020-12-25 |
Family
ID=73851552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010765825.8A Pending CN112122325A (zh) | 2020-08-03 | 2020-08-03 | 一种砷污染土壤淋洗剂及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112122325A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115351060A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-11-18 | 广东环境保护工程职业学院 | 复配淋洗剂和其制备方法及其在去除土壤镉铅中的应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6210078B1 (en) * | 1999-06-02 | 2001-04-03 | Southern Company Services | Methods for the in situ removal of a contaminant from soil |
| JP2002018421A (ja) * | 2000-07-10 | 2002-01-22 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | ヒ素汚染土壌洗浄剤並びにヒ素汚染土壌安定化剤及びこれらをを用いたヒ素汚染土壌修復方法 |
| CN103240267A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-14 | 华中师范大学 | 一种基于铁粉与多聚磷酸分子氧活化的土壤修复方法 |
| CN105032910A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-11-11 | 湖南大学 | 一种修复砷污染土壤的组合淋洗剂及其应用方法 |
| CN105855281A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-08-17 | 湖南大学 | 一种用于砷污染土壤的分步淋洗修复方法 |
| CN109967513A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-07-05 | 华中农业大学 | 一种修复阳离子型和阴离子型复合重金属污染土壤的淋洗方法 |
-
2020
- 2020-08-03 CN CN202010765825.8A patent/CN112122325A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6210078B1 (en) * | 1999-06-02 | 2001-04-03 | Southern Company Services | Methods for the in situ removal of a contaminant from soil |
| JP2002018421A (ja) * | 2000-07-10 | 2002-01-22 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | ヒ素汚染土壌洗浄剤並びにヒ素汚染土壌安定化剤及びこれらをを用いたヒ素汚染土壌修復方法 |
| CN103240267A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-14 | 华中师范大学 | 一种基于铁粉与多聚磷酸分子氧活化的土壤修复方法 |
| CN105032910A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-11-11 | 湖南大学 | 一种修复砷污染土壤的组合淋洗剂及其应用方法 |
| CN105855281A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-08-17 | 湖南大学 | 一种用于砷污染土壤的分步淋洗修复方法 |
| CN109967513A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-07-05 | 华中农业大学 | 一种修复阳离子型和阴离子型复合重金属污染土壤的淋洗方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 吕晓华: "《合理饮食与健康》", 31 August 2015, pages: 238 * |
| 陈灿等: "砷污染土壤磷酸盐淋洗修复技术研究", 《环境科学学报》 * |
| 陈灿等: "砷污染土壤磷酸盐淋洗修复技术研究", 《环境科学学报》, 6 August 2015 (2015-08-06), pages 2582 - 2587 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115351060A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-11-18 | 广东环境保护工程职业学院 | 复配淋洗剂和其制备方法及其在去除土壤镉铅中的应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lajtha et al. | Soil phosphorus | |
| Pueyo et al. | Assessment of CaCl2, NaNO3 and NH4NO3 extraction procedures for the study of Cd, Cu, Pb and Zn extractability in contaminated soils | |
| CN103406333B (zh) | 一种高浓度砷渣安全处置方法 | |
| Bhatnagar et al. | Vanadium removal from water by waste metal sludge and cement immobilization | |
| Gan et al. | Adsorption and desorption characteristics of vanadium (V) on silica | |
| Walsh et al. | Dissolution procedures for geological and environmental samples | |
| CN110423624B (zh) | 一种土壤污染的稳定修复剂及制备和应用 | |
| Sun et al. | Recycling municipal solid waste incineration fly ash in fired bricks: An evaluation of physical-mechanical and environmental properties | |
| CN105597668A (zh) | 一种改性沸石的制备方法及应用 | |
| CN112122325A (zh) | 一种砷污染土壤淋洗剂及其制备方法与应用 | |
| Ciba et al. | Comparison of methods for leaching heavy metals from composts | |
| CN109251748A (zh) | 一种放射性污染土壤调理剂及其制备方法 | |
| Zhdanov et al. | Determination of forms of element occurrence in samples of vanadium slag and slime | |
| CN107470326A (zh) | 超临界萃取与二氧化碳脱毒处理含有机物重金属废渣的方法 | |
| CN107362776A (zh) | 一种磺基甜菜碱及无机盐复合改性黏土、制备方法及其应用 | |
| Gong et al. | A solid phase extraction method for determination of trace gallium in aluminum–iron samples by atomic spectrometry | |
| Li et al. | Study on the remediation of Cadmium/Mercury contaminated soil by leaching: Effectiveness, conditions, and ecological risks | |
| CN114713189A (zh) | 一种黄酒污泥生物炭的制备方法 | |
| Schwuger et al. | New alternatives for waste water remediation with complexing surfactants | |
| CN104889148B (zh) | 重金属污染土壤/尾矿库尾砂的静态钝化吸附修复方法 | |
| CN102830074A (zh) | 钛渣氯化废弃物中钪的定量分析方法 | |
| Witt et al. | Efficient, fast, simple, and eco-friendly methods for separation of toxic chromium (VI) ions based on ion exchangers and polymer materials impregnated with Cyphos IL 101, Cyphos IL 104, or D2EHPA | |
| Yang et al. | Experimental study on cyanide-contaminated soil (China) treatment by leaching and decomposition | |
| CN112143501A (zh) | 铅污染土壤稳定化药剂及铅污染土壤稳定化修复方法 | |
| Ramkumar et al. | Borosilicate glasses modified with organic ligands: A new selective approach for the removal of uranyl ion |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201225 |