CN104845628B - 一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法 - Google Patents

一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104845628B
CN104845628B CN201510194061.0A CN201510194061A CN104845628B CN 104845628 B CN104845628 B CN 104845628B CN 201510194061 A CN201510194061 A CN 201510194061A CN 104845628 B CN104845628 B CN 104845628B
Authority
CN
China
Prior art keywords
soil
pollution
curing agent
vanadium
lcm
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.)
Active
Application number
CN201510194061.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104845628A (zh
Inventor
蒋建国
李天然
李德安
王佳明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN201510194061.0A priority Critical patent/CN104845628B/zh
Publication of CN104845628A publication Critical patent/CN104845628A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104845628B publication Critical patent/CN104845628B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • C09K17/02—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
    • C09K17/12—Water-soluble silicates, e.g. waterglass
    • 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
    • C09K2101/00—Agricultural use
    • 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
    • C09K2109/00—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE pH regulation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法，钙基液态固化剂包括30.0～40.0份的固化剂A和0.5～1.0份的固化剂B，固化剂A是将熟石灰、氯化钙或磷酸二氢钙与水混合制成，固化剂B为含量40.0％～50.0％的工业级钠水玻璃，钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法是现场先将固化剂A和固化剂B进行搅拌混合，固化剂用量为土壤质量的30.0％～40.0％，对于表层钒污染土壤，将混合浆料均匀喷洒到土壤中，并进行耕犁混合；对于深层钒污染土壤，在场地中布点打孔，将混合浆液进行灌注，本发明具有反应充分，施工简单，适用酸性土壤等特点。

Description

一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法
技术领域
本发明属于重金属污染土壤修复技术领域，具体涉及到一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法。
技术背景
由于可以大幅提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性，作为添加剂，大量的钒V被应用于钢铁行业中。土壤中平均钒含量只有0.01％，与地壳表面和形成土壤的风化岩中的含量非常接近，在含钒矿石及氧化铁分布密集区域的土壤中钒含量较高，一般以难溶性盐类形式存在。
钒是某些动物的必需营养元素，也在植物体内的多种酶促反应过程中起着重要作用，但同时，钒化合物也有着较强的毒性及致癌作用，包括造成DNA损伤和细胞转化等负面的生物效应。含钒矿物的开采、粉碎、烧结、炼钢等系列工艺过程，均存在钒排入环境。排放到水体和大气中的钒最终往往汇集到土壤中，堆砌钒渣的渗滤液也会提高土壤钒含量，最终造成土壤的钒污染。此外，石煤中还伴生了Cr、Cd、Pb、Cu、Zn等重金属，也会导致土壤中伴生重金属超标。
钒对人体存在健康风险，钒矿的开采加工等过程也已经造成了对土壤的污染，但是目前对钒的研究较少，《国家危险废物名录》中未列入钒渣，尚无针对钒污染土壤的修复文献报道。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法，具有反应充分，施工简单，适用酸性土壤等特点。
为达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种钙基液态固化剂，包括30.0～40.0份的固化剂A和0.5～1.0份的固化剂B，固化剂A是将熟石灰、氯化钙或磷酸二氢钙，按照1.0:20.0～50.0的质量比与水混合制成，固化剂B为含量40.0％～50.0％的工业级钠水玻璃，所述份数为质量份数。
所述的钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法，包括以下步骤：
1)将固化剂A、固化剂B，按照30.0～40.0份、0.5～1.0份的质量份数，现场进行搅拌混合；
2)对于污染深度在20.0cm以内的表层钒污染土壤，将步骤1)的混合浆料均匀喷洒到土壤中，固化剂的用量为污染土壤质量的30.0％～40.0％，换算为喷洒量为160.0～220.0L/m2，并进行耕犁混合，耕犁深度为15.0～20.0cm，耕犁2～3遍，不定期补水，保持含水率20.0～30.0％，保养5～7天，
对于污染深度在20.0cm～200.0cm的深层钒污染土壤，在场地中布点打孔，每1.0m×1.0m～2.0m×2.0m打一个灌注孔，孔直径为10.0～20.0cm，孔深20.0～200.0cm，将步骤1)的混合浆液进行灌注，固化剂的用量为污染土壤质量的30.0％～40.0％，换算为每孔的灌注量为1500.0～7500.0L，不定期补水，保持含水率20.0～30.0％，保养5～7天。
所述的钒污染土壤中V含量在2000.0mg/kg～7000.0mg/kg，土壤pH在5.0～7.0。
所述的钙基液态固化剂用于钒污染土壤中重金属V、Cr、Cd、Pb、Cu、Zn的固化，对钒及伴生重金属污染土壤的具有良好的固定效果，V、Cr、Cd、Pb、Cu、Zn的浸出量减少50.0％～90.0％。
钙基液态固化剂的固化机理为：固化剂中的钙基物质提供游离的Ca2+，可与迁移性较强的V的溶解态VO3 -形成较为稳定的Ca(VO3)2沉淀，降低V的迁移性，从而达到固化稳定化的目的。而且Ca2+对伴生重金属Cd2+有拮抗作用，可抑制酸性土壤上植物对Cd的吸收。钙基液态固化剂呈碱性，与酸性土壤混合后，可以提高土壤pH，可降低大部分重金属的迁移性和生物有效性，尤其有助于Cd、Cu、Zn的稳定。Ca(H2PO4)2释放出的PO4 3-对Pb有较好的固定效果。水玻璃还有较强的粘合水化效果，增强上述钙基物质与土壤的结合，并水化形成水化硅酸钙，对重金属污染土壤形成一定的包裹。
本发明的优点在于：
1.反应充分。钙基液态固化剂在土壤中分布更均匀，与重金属反应更充分。
2.施工简便。钙基液态固化剂呈液态，可直接喷洒，易于施工及陡坡、深层土壤的修复。
3.适用酸性土壤。钙基液态固化剂呈碱性，改良中国南部土壤的酸性环境。
4.环境友好。钙基液态固化剂未引入其他重金属，且固化机理为化学固化，对土壤物理性质影响较小，改良后可用于农业方向。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明进行更详尽的描述，但本发明的技术方案不受这些实施例的限定。
以下实施例试验地点为湖北省十堰市郧西县某钒矿渣堆积场地，面积约为7500.0平米，已平整，土壤密度为2.7g/cm3，场地含水率范围20.0％～30.0％。
实施例1
一种钙基液态固化剂，包括40.0份的固化剂A和1.0份的固化剂B，固化剂A是将熟石灰按照1.0:50.0的质量比与水混合制成，固化剂B为含量40.0％的工业级钠水玻璃，所述份数为质量份数；
所述的钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法，包括以下步骤：
1)将固化剂A、固化剂B按照40.0份、1.0份的质量份数，进行搅拌混合；
2)对于污染深度在20.0cm以内的表层钒污染土壤，将步骤1)的混合浆料均匀喷洒到土壤中，喷洒量为220.0L/m2，并进行耕犁混合，耕犁深度为20.0cm，耕犁3遍，不定期补水，保持含水率20.0％，保养5天。
实施例2
一种钙基液态固化剂，包括30.0份的固化剂A和1.0份的固化剂B，固化剂A是将氯化钙按照1.0:25.0的质量比与水混合制成，固化剂B为含量50.0％的工业级钠水玻璃，所述份数为质量份数；
所述的钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法，包括以下步骤：
1)将固化剂A、固化剂B按照30.0份、1.0份的质量份数，进行搅拌混合；
2)对于污染深度在20.0cm以内的表层钒污染土壤，将步骤1)的混合浆料均匀喷洒到土壤中，喷洒量为200.0L/m2，并进行耕犁混合，耕犁深度为15.0cm，耕犁3遍，不定期补水，保持含水率30.0％，保养5天。
实施例3
一种钙基液态固化剂，包括34.0份的固化剂A和1.0份的固化剂B，固化剂A是将磷酸二氢钙按照1.0:25.0的质量比与水混合制成，固化剂B为含量45.0％的工业级钠水玻璃，所述份数为质量份数；
所述的钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法，包括以下步骤：
1)将固化剂A、固化剂B按照34.0份、1.0份的质量份数，进行搅拌混合；
2)对于污染深度在20.0cm以内的表层钒污染土壤，将步骤1)的混合浆料均匀喷洒到土壤中，喷洒量为180.0L/m2，并进行耕犁混合，耕犁深度为18.0cm，耕犁3遍，不定期补水，保持含水率25.0％，保养5天。
实施例4
一种钙基液态固化剂，包括38.0份的固化剂A和0.5份的固化剂B，固化剂A是将熟石灰按照1.0:50.0的质量比与水混合制成，固化剂B为含量50.0％的工业级钠水玻璃，所述份数为质量份数；
所述的钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法，包括以下步骤：
1)将固化剂A、固化剂B及土壤，按照38.0份、0.5份的质量份数，进行搅拌混合；
2)对于污染深度在20.0～150.0cm的深层钒污染土壤，在场地中布点打孔，每2.0m×2.0m打一个灌注孔，孔直径为15.0cm，孔深150.0cm，将步骤1)的混合浆液进行灌注，每孔的灌注量为5200.0L，不定期补水，保持含水率30.0％，保养5天。
效果：
实验1：在实施例1～3修复前，按照30.0m×30.0m布点，每点取表层20.0cm土壤，混合，风干，过1.0mm筛后，按照美国环保局推荐的标准毒性浸出方法TCLP方法测定重金属浓度；在实施例1～3修复后，在同一点同样深度取土混合，风干，过1.0mm筛后，按照TCLP方法测定重金属浓度。
实验2：步骤与实验1相同，区别在于：在实施例4修复前后，取土深度为20.0cm～150.0cm。
实验1、2中修复前所测土壤重金属浓度均未达到《中华人民共和国国家标准危险废物鉴别标准GB 5085.7—2007》危险废物标准，可以进行土地利用。由于不属于危险废物，固化效果不以土壤重金属浸出浓度与《中华人民共和国国家标准危险废物鉴别标准GB5085.7—2007》比较，以重金属浸出降低百分比做效果表征。重金属浸出降低百分比定义如下：
各实施例的重金属浸出降低百分比数值如下：
表格1实施例重金属浸出降低百分比(％)
从表中看出，经过钙基液态固化剂的固化作用，V、Cr、Cd、Pb、Cu、Zn的浸出浓度降低了50.0％～90.0％。对主要针对的重金属V，浸出降低了85.0％以上；对Cr的效果略差，主要因为材料中缺少还原性物质，也基本降低了50.0％。
实施例4效果比实施例1略差，主要因为直接灌注方式混合效果不如耕犁方式。由于有磷酸根的释放，实施例3对Pb的固化效果高于其他实施例。

Claims (3)

1.一种钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将固化剂A、固化剂B，按照30.0～40.0份、0.5～1.0份的质量份数，现场进行搅拌混合；
2)对于污染深度在20.0cm以内的表层钒污染土壤，将步骤1)的混合浆料均匀喷洒到土壤中，固化剂的用量为污染土壤质量的30.0％～40.0％，换算为喷洒量为160.0～220.0L/m2，并进行耕犁混合，耕犁深度为15.0～20.0cm，耕犁2～3遍，不定期补水，保持含水率20.0～30.0％，保养5～7天，
对于污染深度在20.0cm～200.0cm的深层钒污染土壤，在场地中布点打孔，每1.0m×1.0m～2.0m×2.0m打一个灌注孔，孔直径为10.0～20.0cm，孔深20.0～200.0cm，将步骤1)的混合浆液进行灌注，固化剂的用量为污染土壤质量的30.0％～40.0％，换算为每孔的灌注量为1500.0～7500.0L，不定期补水，保持含水率20.0～30.0％，保养5～7天；
所述的钙基液态固化剂，包括30.0～40.0份的固化剂A和0.5～1.0份的固化剂B，固化剂A是将熟石灰、氯化钙或磷酸二氢钙，按照1.0:20.0～50.0的质量比与水混合制成，固化剂B为含量40.0％～50.0％的工业级钠水玻璃，所述份数为质量份数。
2.根据权利要求1所述的钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法，其特征在于：所述的钒污染土壤中V含量在2000.0mg/kg～7000.0mg/kg，土壤pH在5.0～7.0。
3.根据权利要求1所述的钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法，其特征在于：所述的钙基液态固化剂用于钒污染土壤中重金属V、Cr、Cd、Pb、Cu、Zn的固化，对钒及伴生重金属污染土壤的具有良好的固定效果，V、Cr、Cd、Pb、Cu、Zn的浸出量减少50.0％～90.0％。
CN201510194061.0A 2015-04-22 2015-04-22 一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法 Active CN104845628B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510194061.0A CN104845628B (zh) 2015-04-22 2015-04-22 一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510194061.0A CN104845628B (zh) 2015-04-22 2015-04-22 一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104845628A CN104845628A (zh) 2015-08-19
CN104845628B true CN104845628B (zh) 2018-02-09

Family

ID=53845627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510194061.0A Active CN104845628B (zh) 2015-04-22 2015-04-22 一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104845628B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106701088A (zh) * 2016-11-18 2017-05-24 东莞中科土壤科技开发有限公司 一种用于修复重金属污染土壤的复合固化剂及其应用方法
CN109482635B (zh) * 2018-10-09 2021-05-28 四川天净纳米科技有限公司 纳米硅酸钙复合土壤修复液的制备方法及其土壤污染治理方法
CN110205134A (zh) * 2019-07-12 2019-09-06 河南省明创环境科技有限公司 利用充填原理修复镉污染土壤的药剂和利用充填原理修复镉污染土壤的方法
CN110330976A (zh) * 2019-07-18 2019-10-15 河南省明创环境科技有限公司 利用充填原理修复铅污染土壤的药剂和利用充填原理修复铅污染土壤的方法
CN110387243A (zh) * 2019-07-26 2019-10-29 河南省明创环境科技有限公司 一种修复含水层重金属污染土壤的药剂和方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1063508A (zh) * 1991-11-18 1992-08-12 太原工业大学 含铬钛镍钒废渣煤矸石解毒综合利用
CN102557549A (zh) * 2012-03-09 2012-07-11 东华大学 一种垃圾焚烧飞灰稳定化处理的方法
CN103641346A (zh) * 2013-12-10 2014-03-19 北京科技大学 一种重金属石膏制备地质聚合物胶凝材料的方法
CN103834410A (zh) * 2013-12-27 2014-06-04 云南省环境科学研究院(中国昆明高原湖泊国际研究中心) 一种重金属固化剂及使用该重金属固化剂固化稳定化土壤重金属的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2813878B2 (ja) * 1996-09-27 1998-10-22 株式会社テクノサンライズ 土壌の汚染処理方法
CN102357518A (zh) * 2011-07-20 2012-02-22 沈阳环境科学研究院 一种降低土壤重金属浸出浓度的化学稳定化复配药剂
CN102719255B (zh) * 2012-07-03 2014-08-06 广西大学 土壤重金属复合钝化剂的制备和使用方法
CN103495600A (zh) * 2013-09-30 2014-01-08 桂林理工大学 一种修复酸性重金属污染土壤的方法
CN103586270A (zh) * 2013-11-08 2014-02-19 中国科学院红壤生态实验站 一种重金属污染土壤的修复方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1063508A (zh) * 1991-11-18 1992-08-12 太原工业大学 含铬钛镍钒废渣煤矸石解毒综合利用
CN102557549A (zh) * 2012-03-09 2012-07-11 东华大学 一种垃圾焚烧飞灰稳定化处理的方法
CN103641346A (zh) * 2013-12-10 2014-03-19 北京科技大学 一种重金属石膏制备地质聚合物胶凝材料的方法
CN103834410A (zh) * 2013-12-27 2014-06-04 云南省环境科学研究院(中国昆明高原湖泊国际研究中心) 一种重金属固化剂及使用该重金属固化剂固化稳定化土壤重金属的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《欧美环境保护钻探和钻孔工程》;吴光琳;《国外地质勘探技术》;19980228(第1期);第35-40页 *
《重金属污染场地修复技术的研究进展》;黄海涛等;《宁夏农林科技》;20110530;第52卷(第5期);第43-46,68页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104845628A (zh) 2015-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104845628B (zh) 一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法
CN106424115B (zh) 镉污染稻田土壤的原位钝化修复方法
CN107912098A (zh) 一种砂黏壤质盐碱土的改良方法
CN107955620A (zh) 一种防止分层的盐碱土改良剂及改良方法
CN104759466A (zh) 基于分子结合的异位修复土壤重金属方法
CN106753403A (zh) 一种盐碱地改良剂及盐碱地综合改良工艺
CN107969184A (zh) 一种盐碱土的改良方法及改良剂
CN106978184A (zh) 用于复合重金属污染土的固化剂及制备和应用方法
CN101417287B (zh) 一种用于氰化物污染土壤的化学修复方法
CN107057709B (zh) 一种种植枸杞的典型龟裂碱土土壤调理剂的制备方法
CN114192565A (zh) 用于修复重金属镉砷汞铅铬复合污染土壤的新方法
CN106675563A (zh) 一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法和应用
Niyungeko et al. Synergistic effects of anionic polyacrylamide and gypsum to control phosphorus losses from biogas slurry applied soils
CN108076715A (zh) 一种粉壤质盐碱土的改良方法
CN106947487A (zh) 一种用于复合重金属污染土的改良剂及制备和使用方法
US20100275666A1 (en) Silicon-Containing Mixture
CN103858552A (zh) 以重金属污染底泥于粗砂地表构建耕作层土壤的方法
CN1238467C (zh) 土壤盐碱改良剂
CN113617822B (zh) 一种重金属污染地基土修复与安全再利用方法
CN103843488A (zh) 以重金属污染底泥于石漠化地表构建耕作层土壤的方法
CN103849405A (zh) 重金属复合污染土壤的石灰干化污泥稳定剂及其使用方法
CN108949179A (zh) 一种土壤钝化剂及其制备方法与应用
CN115404081A (zh) 修复重金属铅、锌、砷复合污染的钝化剂和应用
CN113860675A (zh) 一种采用固体组合药剂赤泥控碱的方法
CN207543541U (zh) 一种改良的粘质碱化盐土结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant