您当前的位置:中汞网  > 土壤汞污染 > 正文

汞污染土壤水泥固化处理方法探究

2017/6/2 14:04:25  来源:甘肃科技  作者:晁波阳等  我要投稿

摘 要:介绍了利用水泥固化技术处理汞污染土壤。其中,弱碱性的Na2S溶液用作固汞剂,混凝成型的固化体破碎 后进行浸出毒性实验检测含汞浓度。探究了pH、Na2S理论添加量、水泥添加量对固汞效果的影响。实验结果表明,水泥添加量为4倍,固汞液pH=8、Na2S添加量为理论反应量的6倍时,浸出液含汞浓度低于1ng/L。关键词:汞;pH;Na2S;水泥固化;浸出液

某氯碱化工厂采用汞法制造烧碱产生了含汞污泥,汞泥集中堆放于场区,后转运用于炼汞,堆放过程中汞泥在降水淋溶和地表水的溶解作用下迁移,堆放场地的土壤被污染,经取样检测,土壤汞浓度高达135.08mg/kg,污染指数高达90.05(执行土壤环境质量三级标准1.5mg/kg)。汞污染土壤显著影响水环境和农产品的质量,进入土壤的无机汞在硫酸 盐还原菌或化学作用下, 转化为毒性更大、能通过食物链产生生物放大效应的甲基汞(Me-Hg),产生 生物累计效应,危害人类及动物健康[1] 。

据报道 [2] 固化/稳定化技术是国际上处理有毒有害废物的主要方法之一,而水泥基材料是近20年 来美国及德国、 法国、比利时等欧洲发达国家应用最广也是最重要的胶结料,美国环保局将此技术称为处理有毒有害废物的最佳技术。目前水泥固化/稳定化技术是处理土壤重金属污染的重要手段,已经开展了水泥固化处理铬渣、焚烧垃圾飞灰等研究,而水泥固化处理汞污染土壤鲜有报道,限制了该方法在实际工程的推广。

在实际工程应用中,通过水泥固化处理汞污染土壤的主要影响因素包括pH、固汞液添加量、水泥与汞污染土壤质量比。本文以堆放场地的汞污染土壤为样品进行水泥固化处理实验,通过浸出毒性试验确定最佳固化条件。

1测量方法、试剂及设备

总汞含量测量采用冷原子吸收分光光度法,参照 《土壤质量总汞的测定冷原子吸收分光光度法》(GB/T17136-1997)。 祁连山牌425# 水泥、 NaOH、Na2S(分析纯)、pH试纸.搅拌器、SK-2003双道原子荧光分析仪(西安索坤公司)、震荡仪。

2实验过程

在含汞量最大的探坑剖面线上先用竹片剥离探坑表面,然后取样,收集至塑料样品袋。取样品20kg,完全混匀后,测量其平均含汞量为130mg/kg。

用橡皮锤将土样碾碎后经过2mm尼龙筛筛选,将筛选后的样品混匀储备使用。

称量32份样品(250g),分别置于2L塑料容器中。配制过量的硫化钠溶液,硫化钠的理论加入量为总汞含量的0~18倍,加入蒸馏水调节溶液定容至用NaOH调节溶液的pH(6~10)。

称量制备好的土壤样品放入塑料容器中,将土样和水泥(干粉末)按照质量比(1~8)混合;然后加入硫化钠溶液;加入适量的自来水,放在搅拌器中搅拌,搅拌速度为60r/min,时间为5min。将搅拌好的水泥浆倒入模板中,经过混凝成型后破碎成粒径0.5~3cm的块体,按照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》 (HJ/T299-2007)进行浸出毒性实验。具体实验过程如图1所示。

图1汞污染土壤水泥固化实验

冯新斌等 [3] 报道人为Hg污染的土壤Hg主要 以难氧化降解有机质结合态形式存在,而由地质作 用引起的土壤中Hg主要以残渣态形式存在,本实验主要测量汞污染土壤中的总汞和处理后的样品中浸出液含汞浓度作为判断指标。

原理:汞污染土壤与水泥以一定比例均匀混合后, 添加弱碱性的Na2S溶液,汞污染土壤中游离的Hg2+与S2-反应生成难溶的HgS(溶解度为4×10-53),然后添加一定水量使混合物混凝,在水泥的水合和水硬胶凝作用下形成坚硬的固化体,降低汞在“废物—水泥”固化体基质中的迁移率,从而达到降低废物中总汞浸出的目的。

本实验采用硫化钠溶液加入土壤固汞后进行水泥固化汞污染土壤,确定固化工艺最佳的pH、水泥与污染土壤质量比例、硫化钠投加量。

黄鸣荣等[4] 报道,去除含汞废水中的汞离子最佳pH为7-9, pH>9后随着pH的增大,pH>10后汞离子去除效率急剧下降,本实验pH变量范围确定为6~10。

按照反应量确定Na2S的投加量为理论倍数为 0~8。水泥/汞污染土壤的比例为1~8,进行实验。

文章关键词:汞污染 汞污染土壤 水泥固化技术

投稿联系:马女士 0335-3030550 13613388823 新闻投稿咨询QQ:2731581970
E-mail:maxuejing#bjxmail.com(请将#换成@)
中汞网声明:此资讯系转载自中汞网合作媒体或互联网其它网站,中汞网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。

关闭