一种固化稳定化土壤中重金属砷的方法

本发明涉及重金属污染土壤修复，具体为一种固化稳定化土壤中重金属砷的方法。

背景技术：

1、近年来，随着含砷矿石被人们大规模开采，金属的高产量冶炼、相关含砷药剂在工农业生产中大量使用以及矿山开采后所堆积的含砷废石料、含砷尾矿被氧化和淋滤溶解，造成了砷元素在生态环境中的迁移转化和扩散，对整体生态环境和人体健康造成潜在的威胁。

2、现今，常用的主要土壤砷污染修复技术有物理修复、化学修复和生物修复。在众多修复技术中，土壤固化/稳定化技术因其耗时少、试剂来源广泛且价格低廉、适用范围广、对土壤的破坏较小等优势，被普遍认为是一种较为理想的修复技术，固化/稳定化是指在污染土壤中加入各类固化剂或稳定化材料，通过物理固定(如吸附、沉淀、离子交换等)和化学反应(如螯合、氧化还原等)机制共同作用，将重金属固定在土壤当中，降低其在环境中的迁移性和生物有效性，稳定化是将污染物转化为流动性较低或毒较小的形式的过程的总称，而固化是一种更具体的过程，它处理材料以增加其坚固性和结构完整性，该过程可以异地或原位进行。

3、固化/稳定化材料的选择是固化/稳定化修复方法的技术重点，近年来，铁基化合物被视为有效的砷固化/稳定化材料，其高效的处理效果和低廉的造价引起研究学者们的广泛关注，常用的砷污染土壤修复的含铁材料有铁、氢、氧化物、零价铁(铁粉)、铁盐以及各种含铁工业副产品等，铁基材料固化土壤中砷的机理主要有沉淀、离子交换、吸附、络合等作用，含铁材料表面通常具有大量的砷离子吸附位点，吸附机理化学吸附和物理吸附，物理吸附依赖于含有适当渗透结构的材料来完成对砷的去除，化学吸附是利用材料表面的官能团，通过静电吸引或化学结合力吸附砷，从而实现有效分离，形成内/外球表面络合的机制也与化学吸附有关，铁基材料可以利用沉淀或共沉淀的方式去除砷，形成不溶性沉淀化合物或次生矿物，铁-砷沉淀或硫-砷沉淀比吸附更能降低土壤中砷的溶解度和流动性，综上所述，利用铁基材料固化/稳定化土壤砷具有广阔的前景。

4、中国发明专利cn202210529743.2公开了一种壳聚糖—废铁屑复合材料的制备方法，通过酸洗预处理和水热合成制备了固化/稳定化材料用于固化/稳定化土壤砷，但采用酸洗可能会影响土壤自身的理化性质，并且对砷的去除率有待提高，因此，亟待一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种明以工业产生的固体废弃物废铁屑和安全无害的壳聚糖为原料制备固化/稳定化剂，充分发挥其吸附、络合、沉淀含砷污染物的作用，达到以废治废的目的，建立了一种高效、绿色、环保的土壤中重金属砷的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种固化稳定化土壤中重金属砷的方法，所述

3、s1、将固化/稳定化材料按3-15％(w/w)的投加量投加至砷污染土壤中，搅拌均匀；

4、s2、向步骤s1中得到的混合物中加水，调节所加水溶液ph至2-12；

5、s3、调节s2步骤中得到的混合物含水率在10-100％，静置养护35天。

6、优选的，所述s1中固化/稳定化材料为水热法制备的壳聚糖负载废铁屑，壳聚糖和废铁屑的质量比为1：1；

7、所述壳聚糖负载废铁屑的制备温度为40℃；

8、所述壳聚糖溶液的浓度为3.75(w/v)，溶剂为2％的乙酸。

9、优选的，砷污染土壤先进行打碎处理，打碎后的砷污染土壤大小均匀；

10、打碎后的砷污染土壤进行过筛处理，将土壤中白色污染的垃圾以及树枝与土壤进行分离处理。

11、优选的，所述废铁屑粒径为35～80目。

12、优选的，所述水热法进行加热的时间为2小时，混合物中加入2％乙酸后需要进行顺指针匀速搅拌，搅拌的速度为200rpm。

13、优选的，所述混合物在3000rpm下离心15分钟，取沉淀物在80℃下干燥24小时，再用10％戊二醛溶液进行交联，采用10％戊二醛溶液将混合物浸泡并搅拌6小时后在80℃下干燥24小时，所得即壳聚糖负载废铁屑。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、(1)将土壤中白色污染的垃圾以及树枝与土壤进行分离处理，将含有砷污染的土壤打碎后可以更好的与试剂溶液进行反应，均匀大小的砷污染的土壤能够避免反应不均匀的问题；

16、(2)采用水热法进行加热的时间为2小时，混合物中加入水后需要进行顺指针匀速搅拌，搅拌的速度为200rpm，顺时针的匀速搅拌加速试剂与混合物的充分反应；

17、(3)本发明以工业产生的固体废弃物废铁屑和安全无害的壳聚糖为原料制备固化/稳定化剂，充分发挥其吸附、络合、沉淀含砷污染物的作用，达到以废治废的目的，建立了一种高效、绿色、环保的砷污染土壤修复方法。

技术特征：

1.一种固化稳定化土壤中重金属砷的方法，其特征在于：所述

2.根据权利要求1所述的一种固化稳定化土中重金属砷的方法，其特征在于：所述s1中固化/稳定化材料为水热法制备的壳聚糖负载废铁屑，壳聚糖和废铁屑的质量比为1：1；

3.根据权利要求1所述的一种固化稳定化土壤中重金属砷的方法，其特征在于：所述砷污染土壤先进行打碎处理，打碎后的砷污染土壤大小均匀；

4.根据权利要求1所述的一种固化稳定化土壤中重金属砷的方法，其特征在于：所述废铁屑粒径为35～80目。

5.根据权利要求2所述的一种固化稳定化土壤中重金属砷的方法，其特征在于：所述水热法进行加热的时间为2小时，混合物中加入2％乙酸后需要进行顺指针匀速搅拌，搅拌的速度为200rpm。

6.根据权利要求1所述的一种固化稳定化土壤中重金属砷的方法，其特征在于：所述混合物在3000rpm下离心15分钟，取沉淀物在80℃下干燥24小时，再用10％戊二醛溶液进行交联，采用10％戊二醛溶液将混合物浸泡并搅拌6小时后在80℃下干燥24小时，所得即壳聚糖负载废铁屑。

技术总结
本发明公开了一种固化稳定化土壤中重金属砷的方法，包括将固化/稳定化材料按3～15％(w/w)的投加量投加至砷污染土壤中，搅拌均匀，将得到的混合物中加水，调节所加水溶液pH值为2～12，并调节混合物的含水率在10～100％，静置养护35天，本发明以工业产生的固体废弃物废铁屑和安全无害的壳聚糖为原料制备固化/稳定化剂，充分发挥其吸附、络合、沉淀含砷污染物的作用，达到以废治废的目的，建立了一种高效、绿色、环保的砷污染土壤修复方法。

技术研发人员：许云峰,刘楚吟,黄筱珣,宋辰,孔东宁,钱光人
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/19