[发明专利]重金属污染土壤与地下水一体化修复方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种重金属污染土壤与地下水一体化修复方法。

背景技术

近年来，由于工农业生产的污染和人类活动强度的不断增加，大量化肥、农药的施用，石化产品的泄漏及故障性排放，有毒、有害固体废物填埋引起的有毒物质泄漏，均造成土壤污染面积扩大，污染程度加深。而土壤和地下水存在着紧密的联系，污染土壤容易造成下覆地下水也产生污染，需要对污染的土壤和地下水进行处理，但是，目前土壤和地下水污染修复基本上都是分别单独进行修复，若将污染土壤和地下水集成在一个工艺中进行处理，可简化处理工艺，节约处理费用，节省土地资源。因此，将土壤与地下水一体化修复越来越引起人们的关注。目前，国内还没有关于土壤地下水一体化修复技术的专利。

发明内容

本发明的目的在于针对土壤和地下水重金属污染问题提供一种重金属污染土壤与地下水一体化修复方法。具体为将土壤化学稳定法与地下水抽出处理法相结合，在污染土壤中加入重金属稳定化剂，将污染地下水通过泵抽出，淋溶到加入重金属稳定化剂的污染土壤中，使稳定化剂与污染土壤和地下水中的重金属发生沉淀、吸附等作用，从而改变重金属的形态，使重金属得以稳定，而污染地下水经过添加稳定化剂的土壤吸附、沉淀等处理，自由下渗，重新补给地下水。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种重金属污染土壤与地下水一体化修复方法，包括如下步骤：

A、将重金属稳定化剂施入污染土壤中；

B、将污染地下水抽出，喷洒或浇灌在所述施入重金属稳定化剂的污染土壤中；所述污染地下水中的重金属被土壤截留并与土壤中原有的重金属一起与重金属稳定化剂发生作用，使重金属得以稳定；

C、所述重金属被截留并稳定后的地下水回渗入地下，完成所述重金属土壤与地下水一体化修复。

优选地，步骤A中，所述重金属稳定化剂的选择具体为：对污染场地内的污染土壤和污染地下水调查、采样、分析监测，确定污染土壤和污染地下水中重金属污染物的种类、污染分布、污染程度以及污染地下水的体积；根据所述重金属污染物的种类、污染分布、污染程度以及污染土壤的性质确定重金属稳定化剂材料的选用。

优选地，步骤A中，所述重金属稳定化剂用量的确定具体为：根据污染土壤和污染地下水中重金属的浓度和污染地下水的体积确定重金属稳定化剂的添加量。

优选地，步骤A中，所述重金属稳定化剂为含磷材料。

优选地，所述含磷材料包括磷灰石、重过磷酸钙。

优选地，所述含磷材料为含P比为1∶1的磷灰石和重过磷酸钙的混合物。

优选地，所述重金属稳定化剂中P元素与重金属的摩尔比为(2～4)∶1。

优选地，步骤B中，所述将污染地下水抽出具体为：在所述污染土壤所在的场地内打地下水采样井；将污染地下水从采样井抽出。

优选地，步骤B中，所述重金属与重金属稳定化剂发生的作用为吸附、沉淀、离子交换中的一种或几种。

本发明的重金属污染土壤与地下水一体化修复方法是将化学稳定法与地下水抽出处理法结合形成的一体化修复方法。该一体化修复方法固定重金属的原理为：土壤与地下水中的重金属均通过与土壤中添加的重金属稳定化剂发生吸附、沉淀、离子交换等作用，使得地下水中重金属得以去除，土壤中重金属得以稳定。具体固定机理如下：

磷灰石和重过磷酸钙稳定土壤与地下水中重金属的机理主要是基于磷酸根官能团的吸附、沉淀或共沉淀、表面吸附或络合作用机理，反应式总结如下：

5M²⁺+3H₂PO₄^-+Cl^-＝M₅(PO₄)₃Cl+6H⁺(M代表重金属如：Pb、Cd等)  (1.1)

≡POH+M²⁺＝≡POM⁺+H⁺(≡POH代表磷灰石表面)  (1.2)

≡S-HPO₄^2-+M²⁺＝≡S-HPO₄^2--M²⁺(≡S代表土壤氧化物表面)  (1.3)

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、实现了重金属污染土壤与地下水同时修复作用；