CN105400520A - 一种重金属污染土壤修复材料及其制备方法 - Google Patents

一种重金属污染土壤修复材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种重金属污染土壤修复材料及其制备方法，上述重金属污染土壤修复材料，由包含以下重量份的组分制成：硅灰石40-60份、铝酸钙2-6份、聚二甲基硅氧烷二季胺盐2-6份、(三甲基硅基)磷酸盐1-3份、甲基异噻唑啉酮0.5-2份、碱式碳酸铝钠0.5-2份、锗酸钠0.5-2份、亚硒酸钠0.3-0.8份、偏硼酸钡0.2-1.2份和聚乙撑二氧噻吩0.1-0.6份，交联累托石2-6份。本发明还提供了一种重金属污染土壤修复材料的制备方法。

Description

一种重金属污染土壤修复材料及其制备方法
技术领域
本发明属于修复材料领域，特别涉及一种重金属污染土壤修复材料及其制备方法。
背景技术
造成土壤污染的原因有很多，比如工业污泥、垃圾农用、污水灌溉、大气中污染物沉降和大量使用含重金属的矿质化肥和农药等。污染后的土壤会导致农作物减产，甚至引起农产品中污染物超标，危害人体健康。
土壤修复主要指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。土壤修复不仅能除去土壤中的重金属离子，还能促进作物养分吸收，对因过量施用化学药物所造成的土壤损伤起到一定的修复和改善作用。
重金属污染是当今土壤污染中污染面积最广、危害最大的环境问题之一。土壤重金属污染源主要包括化工、电镀、电子和制革等工业产生的“三废”的排放，矿山的开采和冶炼，化肥和农药的施用，城市生活垃圾的排放，污水灌溉和污泥农用等。重金属不能被微生物降解，是环境长期、潜在的污染物，容易对土壤生态结构和功能稳定性的影响，会对植物和人体健康产生一定的危害。目前对重金属污染的处理还存在很多不足，而且容易造成二次污染。
发明内容
针对上述的需求，本发明特别提供了一种重金属污染土壤修复材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种重金属污染土壤修复材料，由包含以下重量份的组分制成：硅灰石40-60份、铝酸钙2-6份、聚二甲基硅氧烷二季胺盐2-6份、(三甲基硅基)磷酸盐1-3份、甲基异噻唑啉酮0.5-2份、碱式碳酸铝钠0.5-2份、锗酸钠0.5-2份、亚硒酸钠0.3-0.8份、偏硼酸钡0.2-1.2份和聚乙撑二氧噻吩0.1-0.6份，交联累托石2-6份。
优选的，所述组分还包括活性炭0-1重量份。
优选的，所述组分还包括氧化钡0-1重量份。
优选的，所述组分还包括膨润土0-1重量份。
优选的，所述组分还包括硅藻土0-1重量份。
优选的方案，重金属污染土壤修复材料由包含以下重量份的组分制成：硅灰石50份、铝酸钙4份、聚二甲基硅氧烷二季胺盐4份、(三甲基硅基)磷酸盐2份、甲基异噻唑啉酮1.2份、碱式碳酸铝钠1.2份、锗酸钠1.2份、亚硒酸钠0.5份、偏硼酸钡0.8份和聚乙撑二氧噻吩0.4份，交联累托石4份，活性炭1重量份，氧化钡1重量份，膨润土1重量份，硅藻土1重量份。
上述一种重金属污染土壤修复材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)称取硅灰石、聚二甲基硅氧烷二季胺盐、(三甲基硅基)磷酸盐、甲基异噻唑啉酮、碱式碳酸铝钠、锗酸钠、亚硒酸钠、偏硼酸钡和聚乙撑二氧噻吩，加入高压均质机中，在60-70℃下混合20-30分钟；
(2)加入铝酸钙、交联累托石、活性炭、氧化钡、膨润土、硅藻土后搅拌均匀，得到重金属污染土壤修复材料。
优选的，步骤(1)中所述高压均质机的压强为20-22MPa。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
(1)本发明制得的重金属污染土壤修复材料以硅灰石为主要原料，通过加入铝酸钙、聚二甲基硅氧烷二季胺盐、(三甲基硅基)磷酸盐、甲基异噻唑啉酮、碱式碳酸铝钠、锗酸钠、亚硒酸钠、偏硼酸钡、聚乙撑二氧噻吩，制得的重金属污染土壤修复材料具有良好的修复效果，且修复效果稳定，在温度较低时仍能保持良好的修复效果。
(2)铝酸钙、交联累托石、活性炭、氧化钡、膨润土、硅藻土可吸附重金属离子。
(3)本发明的重金属污染土壤修复材料能够有效除去重金属离子污染带来的不良后果，且修复时间短，修复时需要加入的用量也少，节约了成本。
(4)本发明的重金属污染土壤修复材料，其制备方法简单，易于工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
(1)称取硅灰石40kg、聚二甲基硅氧烷二季胺盐2kg、(三甲基硅基)磷酸盐1kg、甲基异噻唑啉酮0.5kg、碱式碳酸铝钠0.5kg、锗酸钠0.5kg、亚硒酸钠0.3kg、偏硼酸钡0.2kg和聚乙撑二氧噻吩0.1kg，加入高压均质机中，在60℃、20MPa下混合20分钟；
(2)加入铝酸钙2kg、交联累托石2kg，搅拌均匀，得到重金属污染土壤修复材料。
实施例2
(1)称取硅灰石60kg、聚二甲基硅氧烷二季胺盐6kg、(三甲基硅基)磷酸盐3kg、甲基异噻唑啉酮2kg、碱式碳酸铝钠2kg、锗酸钠2kg、亚硒酸钠0.8kg、偏硼酸钡1.2kg和聚乙撑二氧噻吩0.6kg，加入高压均质机中，在70℃、22MPa下混合30分钟；
(2)加入铝酸钙6kg、交联累托石6kg、膨润土1kg、硅藻土1kg、活性炭1kg和氧化钡1kg，搅拌均匀，得到重金属污染土壤修复材料。
实施例3
(1)称取硅灰石45kg、聚二甲基硅氧烷二季胺盐3kg、(三甲基硅基)磷酸盐1.5kg、甲基异噻唑啉酮0.8kg、碱式碳酸铝钠0.8kg、锗酸钠0.8kg、亚硒酸钠0.4kg、偏硼酸钡0.5kg和聚乙撑二氧噻吩0.2kg，加入高压均质机中，在60℃、20MPa下混合20分钟；
(2)加入铝酸钙3kg、交联累托石3kg、膨润土0.3kg、硅藻土0.3kg、活性炭0.3kg和氧化钡0.3kg，搅拌均匀，得到重金属污染土壤修复材料。
实施例4
(1)称取硅灰石55kg、聚二甲基硅氧烷二季胺盐5kg、(三甲基硅基)磷酸盐2.5kg、甲基异噻唑啉酮1.5kg、碱式碳酸铝钠1.8kg、锗酸钠1.5kg、亚硒酸钠0.6kg、偏硼酸钡1.0kg和聚乙撑二氧噻吩0.5kg，加入高压均质机中，在70℃、22MPa下混合30分钟；
(2)加入铝酸钙5kg、交联累托石5kg、膨润土0.8kg、硅藻土0.8kg、活性炭0.8kg和氧化钡0.8kg，搅拌均匀，得到重金属污染土壤修复材料。
实施例5
(1)称取硅灰石50kg、聚二甲基硅氧烷二季胺盐4kg、(三甲基硅基)磷酸盐2kg、甲基异噻唑啉酮1.2kg、碱式碳酸铝钠1.2kg、锗酸钠1.2kg、亚硒酸钠0.5kg、偏硼酸钡0.8kg和聚乙撑二氧噻吩0.4kg，加入高压均质机中，在65℃、21MPa下混合25分钟；
(2)加入铝酸钙4kg、交联累托石4kg、膨润土0.5kg、硅藻土0.5kg、活性炭0.5kg和氧化钡0.5kg，搅拌均匀，得到重金属污染土壤修复材料。
对比例1
(1)称取硅灰石50kg、聚二甲基硅氧烷二季胺盐2kg、甲基异噻唑啉酮1kg、碱式碳酸铝钠1kg、锗酸钠1kg、亚硒酸钠0.5kg、偏硼酸钡0.8kg和聚乙撑二氧噻吩0.4kg，加入高压均质机中，在60℃、18MPa下混合25分钟；
(2)加入铝酸钙2kg、活性炭0.5kg和氧化钡0.5kg，搅拌均匀，得到重金属污染土壤修复材料。
对比例2
(1)称取硅灰石50kg、聚二甲基硅氧烷二季胺盐2kg、(三甲基硅基)磷酸盐2kg、甲基异噻唑啉酮1kg、碱式碳酸铝钠1kg、亚硒酸钠0.5kg和聚乙撑二氧噻吩0.4kg，加入高压均质机中，在60℃、18MPa下混合25分钟；
(2)加入铝酸钙2kg，搅拌均匀，得到重金属污染土壤修复材料。
对比例3
(1)称取硅灰石50kg、聚二甲基硅氧烷二季胺盐2kg、(三甲基硅基)磷酸盐2kg、甲基异噻唑啉酮1kg、碱式碳酸铝钠1kg、锗酸钠1kg、亚硒酸钠0.5kg和偏硼酸钡0.8kg，加入高压均质机中，在60℃、18MPa下混合25分钟；
(2)加入铝酸钙2kg、活性炭0.5kg和氧化钡0.5kg，搅拌均匀，得到重金属污染土壤修复材料。
利用挖掘机对污染待修复的土壤进行挖掘，将上述实施例1-5和对比例1-3中的重金属离子污染酸性土壤修复材料添加在重金属离子污染酸性土壤的表面施加2cm厚度的修复剂后，将受污染土壤表层20cm厚的土壤与施加的修复剂通过翻耕的方式混合均匀，进行采样监测，结果具体如表1所示。
表1
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种重金属污染土壤修复材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
硅灰石40-60份、铝酸钙2-6份、聚二甲基硅氧烷二季胺盐2-6份、(三甲基硅基)磷酸盐1-3份、甲基异噻唑啉酮0.5-2份、碱式碳酸铝钠0.5-2份、锗酸钠0.5-2份、亚硒酸钠0.3-0.8份、偏硼酸钡0.2-1.2份和聚乙撑二氧噻吩0.1-0.6份，交联累托石2-6份。
2.根据权利要求1所述重金属污染土壤修复材料，其特征在于，所述组分还包括活性炭0-1重量份。
3.根据权利要求2所述重金属污染土壤修复材料，其特征在于，所述组分还包括氧化钡0-1重量份。
4.根据权利要求3所述重金属污染土壤修复材料，其特征在于，所述组分还包括膨润土0-1重量份。
5.根据权利要求4所述重金属污染土壤修复材料，其特征在于，所述组分还包括硅藻土0-1重量份。
6.根据权利要求5所述重金属污染土壤修复材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
硅灰石50份、铝酸钙4份、聚二甲基硅氧烷二季胺盐4份、(三甲基硅基)磷酸盐2份、甲基异噻唑啉酮1.2份、碱式碳酸铝钠1.2份、锗酸钠1.2份、亚硒酸钠0.5份、偏硼酸钡0.8份和聚乙撑二氧噻吩0.4份，交联累托石4份，活性炭1重量份，氧化钡1重量份，膨润土1重量份，硅藻土1重量份。
7.根据权利要求1-6所述一种重金属污染土壤修复材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)称取硅灰石、聚二甲基硅氧烷二季胺盐、(三甲基硅基)磷酸盐、甲基异噻唑啉酮、碱式碳酸铝钠、锗酸钠、亚硒酸钠、偏硼酸钡和聚乙撑二氧噻吩，加入高压均质机中，在60-70℃下混合20-30分钟；
(2)加入铝酸钙、交联累托石、活性炭、氧化钡、膨润土、硅藻土后搅拌均匀，得到重金属污染土壤修复材料。
8.根据权利要求7所述的重金属污染土壤修复材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述高压均质机的压强为20-22MPa。
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