砷具有高毒性,砷污染会带来一系列高危害环境问题,土壤中的砷会通过食物链累积到人体中,对人体造成伤害。面对日益严重的土壤砷污染问题,寻找经济高效、安全、无二次污染的修复技术已刻不容缓。本课题主要研究了高效钝化剂(氨水+硫酸亚铁+海泡石)对土壤中砷的稳定性及其机理。实验期间,通过对九种钝化剂组合对含砷土壤的稳定化效果比较、抗浸出实验、体外模拟消化实验,筛选确定钝化剂组合,并进行了正交实验确定钝化剂组合中各因素的最优添加量,考察了土壤的p H、投加量、温度、反应时间、氧化还原电位等因素对稳定化效果的影响,进行等温吸附研究,确定钝化剂吸附效果随砷浓度的变化曲线和最大吸附量,通过表征分析该钝化剂对土壤砷的稳定化机理。主要得出以下结论:(1)九种“碱性药剂+含铁药剂+海泡石”的组合钝化剂进行筛选,通过钝化剂对土壤中砷的稳定化效果比较、抗浸出实验,SBET(体外模拟消化)实验,结果表明对土壤砷稳定化效果最好、生物有效性最低的钝化剂组合是组合(1)(氨水+硫酸亚铁+海泡石)。(2)对筛选出来的钝化剂进行三因素四水平的正交实验,结果表明当氨水投加量为10 m L/kg、硫酸亚铁添加量40 g/kg、海泡石添加量20 g/kg时,钝化剂对土壤中砷的稳定化效率最高。(3)影响因素实验结果表明,钝化剂投加量为200%(氨水20 m L/kg,硫酸亚铁80 g/kg,海泡石40 g/kg)时,p H在6-7范围内,稳定化最短时间为7周,体系中的氧化还原电位保持在500 m V~700 m V时,钝化剂对土壤中As(III)和As(V)的稳定化效果最好。由于温度对稳定化效果影响较小,因而可在平常温度下进行实验。经过等温吸附研究发现,Langmuir等温方程计算可得,钝化剂对土壤中As(III)的最大吸附量为70.9219 mg/g,对As(V)的最大吸附量为82.6446 mg/g,Freundlich等温模型能更好的反应该钝化剂对砷的吸附过程。(4)对经钝化剂稳定化前后的土壤样品进行X射线衍射分析(XRD)和X射线光电子能谱分析(XPS),得出钝化剂稳定化砷污染土壤的机理是:稳定化后生成了砷铁矿和砷酸铁,土壤中可溶态砷会被转化形成吸附态砷和无定型金属氧化物结合态砷;氨水能够中和因硫酸亚铁的添加造成的p H的下降,同时还能为土壤提供羟基,利于形成更高氧化性的活性氧化剂,从而使土壤中As(III)被氧化成As(V)从而增加钝化剂对砷的吸附作用,并且降低土壤砷毒性;经过铁羟基(氨水中的羟基将硫酸亚铁氧化形成Fe(III)而形成铁羟基)处理后的海泡石能使海泡石的比表面积增大,能够增加海泡石对土壤中重金属的吸附能力;铁羟基本身对土壤中砷的吸附作用。