CN106077071B - 一种修复Pb、Zn污染土壤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种修复Pb、Zn污染土壤的方法，本发明采用羟基磷灰石‑蛭石复合材料修复Pb、Zn污染土壤。本发明的方法简单，能够协同高效稳定重金属污染土壤中Pb和Zn。
Description
技术领域
本发明公开了一种修复Pb、Zn污染土壤的方法，属于重金属污染土壤修复技术领域。
背景技术
铅锌矿区重金属污染治理一直以来是我国研究的热点和难点，其主要环境影响是采矿区和尾矿坝中尾矿裸露，其中残留的Pb、Zn等重金属离子，随雨水迁移，以灌溉、径流的形式污染周边农田和菜地。
现有技术中虽然有使用羟基磷灰石稳定重金属，但其也无法达到同时稳定土壤中的Pb、Zn的效果；虽然，蛭石也有与其他菌剂等组合稳定土壤中的重金属，但其稳定效果有限，同样无法实现同时高效稳定土壤中的Pb、Zn。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单、协同高效修复Pb、Zn污染土壤的方法。
本发明的技术方案：
一种修复Pb、Zn污染土壤的方法，采用羟基磷灰石-蛭石复合材料修复Pb、Zn污染土壤，其中所述羟基磷灰石-蛭石复合材料通过将羟基磷灰石水溶胶和蛭石-水溶液混合，分散、抽取上层物后干燥、球磨得到。
本发明进一步包括以下优选的技术方案：
优选的方案中，所述羟基磷灰石与蛭石的质量比为3-7:10-15。
优选的方案中，所述羟基磷灰石水溶胶通过将天然羟基磷灰石、去离子水、分散剂混合后，球磨得到。
优选的方案中，天然羟基磷灰石、去离子水与分散剂的质量比为50:50-60:0.1-0.5。
优选的方案中，所述分散剂为焦磷酸钠、六偏磷酸钠一种或两种。
优选的方案中，所述羟基磷灰石水溶胶制备过程中，球磨过程中的球料比为4:2-6。
优选的方案中，球磨得到羟基磷灰石-蛭石复合材料的过程中，球料比为5:2-5。
通过将球料比控制在上述范围内，能够更进一步提高Pb、Zn的固定效果。
优选的方案中，所述蛭石的粒径小于38μm。
进一步优选修复Pb、Zn污染土壤的方法包括以下步骤：
步骤一：
将蛭石加入去离子水中浸渍6-9天，得到蛭石-水溶液；将天然羟基磷灰石、去离子水、分散剂混合，采用氧化锆球为球磨介质，球磨8-12小时，得到羟基磷灰石水溶胶；
步骤二：
将羟基磷灰石水溶胶和蛭石-水溶液混合，在6000-8000rpm的转速下分散2-5min后静置5-10min，抽取上层物，于90-110℃干燥10-14h，得到羟基磷灰石-蛭石混合物；球磨1-3h，得到羟基磷灰石-蛭石复合材料。
进一步优选步骤一中，浸渍过程中，所述蛭石与去离子水质量比为1:1-2；步骤二中，羟基磷灰石水溶胶和蛭石-水溶液的质量比为3:3-8。
本发明的原理和优势
本发明的发明人针对现有技术中污染土壤中Pb和Zn难以同时高效稳定的现状，进行了大量的研究，最终意外地发现通过使用本发明的羟基磷灰石-蛭石复合材料可以同时高效稳定污染土壤中的Pb和Zn，达到高效修复Pb、Zn污染土壤的目的。
本发明对Pb、Zn污染土壤，具有同时高效稳定的Pb、Zn的效果，获得更高的稳定效率。
本发明中的羟基磷灰石-蛭石复合材料可以协同高效稳定重金属污染土壤中Pb和Zn。
此外，本发明采用天然矿物为主要原料，未涉及强烈的化学反应，制备过程工艺简单可控；羟基磷灰石水溶胶与蛭石结合，协同高效稳定重金属污染土壤中的Pb和Zn。对Pb和Zn的稳定效率均在83％以上。
本发明的适用性广，便于规模化应用。
具体实施方式
下面的实施例仅为了进一步说明本发明，而不是限制本发明。本发明可以按发明内容所述的任一种方式实施。
实施例1：
材料制备：称取天然蛭石500g，采用棒磨方式将天然蛭石磨细，过400目筛子，得到粒径小于38μm的蛭石粉，按蛭石与去离子水质量比1:1加入去离子水浸渍7天，得到蛭石-水溶液；采用球磨方式将天然羟基磷灰石、去离子水、分散剂按质量比50:50:0.1混合，采用氧化锆球为球磨介质，在球料比3:4下球磨10小时，得到羟基磷灰石水溶胶；将羟基磷灰石水溶胶和蛭石-水溶液按质量比3:7混合，采用高速分散机分散静置5min，抽取上层物，在105℃干燥12h，得到羟基磷灰石-蛭石混合物；采用氧化锆球为球磨介质，在球料比5:4下球磨3小时，得到羟基磷灰石-蛭石复合材料。
土壤修复：(1)在铅锌矿尾矿坝下周边菜地取土壤样，除去土壤中砾石等杂物，晒干、破碎，过1mm塑料筛，备用；(2)按污染土壤样:羟基磷灰-蛭石复合材料＝9:1比例混合，加入20％的去离子水充分搅拌；(3)保持20％左右的含水率放置30d，使得羟基磷灰-蛭石复合材料与Pb、Zn充分反应。测试修复前后的土壤中Pb、Zn中有效态，得出羟基磷灰石-蛭石复合材料对Pb、Zn的稳定效率分别为86.1％和83.6％。稳定效率通过修复前后重金属有效态之差除以修复前重金属有效态计算而得。
实施例2：
材料制备：称取天然蛭石500g，采用棒磨方式将天然蛭石磨细，过400目筛子，得到粒径小于38μm的蛭石粉，按蛭石与去离子水质量比1:2加入去离子水浸渍7天，得到蛭石-水溶液；采用球磨方式将天然羟基磷灰石、去离子水、分散剂按质量比50:60:0.4混合，采用氧化锆球为球磨介质，在球料比3:3下球磨10小时，得到羟基磷灰石水溶胶；将羟基磷灰石水溶胶和蛭石-水溶液按质量比4:7混合，采用高速分散机分散静置5min，抽取上层物，在105℃干燥12h，得到羟基磷灰石-蛭石混合物；采用氧化锆球为球磨介质，在球料比5:5下球磨3小时，得到羟基磷灰石-蛭石复合材料。
土壤修复：(1)在铅锌矿尾矿坝下周边菜地取土壤样，除去土壤中砾石等杂物，晒干、破碎，过1mm塑料筛，备用；(2)按污染土壤样:羟基磷灰-蛭石复合材料的质量比9:1比例混合，加入20％的去离子水充分搅拌；(3)保持20％左右的含水率放置30d，使得羟基磷灰石-蛭石复合材料与Pb、Zn充分反应。测试修复前后的土壤中Pb、Zn中有效态，得出羟基磷灰-蛭石复合材料对Pb、Zn的稳定效率分别为88.5％和85.2％。
对比例1：
采用球磨方式将天然羟基磷灰石、去离子水、分散剂按质量比50:60:0.4混合，采用氧化锆球为球磨介质，在球料比3:3下球磨10小时，得到羟基磷灰石水溶胶，在105℃干燥12h，得到羟基磷灰石超细粉末。
土壤修复：(1)在铅锌矿尾矿坝下周边菜地取土壤样，除去土壤中砾石等杂物，晒干、破碎，过1mm塑料筛，备用；(2)按污染土壤样:羟基磷灰石超细粉末的质量比9:1比例混合，加入20％的去离子水充分搅拌；(3)保持20％左右的含水率放置30d，使得羟基磷灰石超细粉末与Pb、Zn充分反应。测试修复前后的土壤中Pb、Zn中有效态，得出羟基磷灰石超细粉末对Pb、Zn的稳定效率分别为56.2％和34.1％。
对比例2：
材料制备：称取天然蛭石500g，采用棒磨方式将天然蛭石磨细，过400目筛子，得到粒径小于38μm的蛭石粉，按蛭石与去离子水质量比1:2加入去离子水浸渍7天，得到蛭石-水溶液，在105℃干燥12h，得到蛭石粉体。
土壤修复：(1)在铅锌矿尾矿坝下周边菜地取土壤样，除去土壤中砾石等杂物，晒干、破碎，过1mm塑料筛，备用；(2)按污染土壤样:蛭石粉体的质量比9:1比例混合，加入20％的去离子水充分搅拌；(3)保持20％左右的含水率放置30d，使得蛭石粉体与Pb、Zn充分反应。测试修复前后的土壤中Pb、Zn中有效态，得出蛭石粉体对Pb、Zn的稳定效率分别为49.1％和43.2％。
对比例3：
材料制备：称取天然蛭石500g，采用棒磨方式将天然蛭石磨细，过400目筛子，得到粒径小于38μm的蛭石粉，按蛭石与去离子水质量比1:2加入去离子水浸渍7天，得到蛭石-水溶液，在105℃干燥12h，得到蛭石粉体；采用球磨方式将天然羟基磷灰石、去离子水、草酸按质量比50:60:0.4混合，采用氧化锆球为球磨介质，在球料比3:3下球磨10小时，得到草酸改性羟基磷灰石，在105℃干燥12h，得到草酸改性羟基磷灰石超细粉末；将草酸改性羟基磷灰石超细粉末和蛭石粉体按质量比6:7混合，得到草酸改性羟基磷灰-蛭石混合物。
土壤修复：(1)在铅锌矿尾矿坝下周边菜地取土壤样，除去土壤中砾石等杂物，晒干、破碎，过1mm塑料筛，备用；(2)按污染土壤样:草酸改性羟基磷灰石-蛭石混合物的质量比9:1比例混合，加入20％的去离子水充分搅拌；(3)保持20％左右的含水率放置30d，使得草酸改性羟基磷灰石-蛭石复合材料与Pb、Zn充分反应。测试修复前后的土壤中Pb、Zn中有效态，得出草酸改性羟基磷灰石-蛭石复合材料对Pb、Zn的稳定效率分别为67.3％和46.7％。
对比例4：
将未加入任何修复材料的重金属污染土壤样按同样条件放置3个月，测试前后土壤中Pb、Zn中有效态的基本无变化。
Claims (10)
1.一种修复Pb、Zn污染土壤的方法，其特征在于，采用羟基磷灰石-蛭石复合材料修复Pb和Zn污染土壤，其中所述羟基磷灰石-蛭石复合材料通过将羟基磷灰石水溶胶和蛭石-水溶液混合，分散、抽取上层物后干燥、球磨得到。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述羟基磷灰石与蛭石的质量比为3-7:10-15。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述羟基磷灰石水溶胶通过将天然羟基磷灰石、去离子水、分散剂混合后，球磨得到。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，天然羟基磷灰石、去离子水与分散剂的质量比为50:50-60:0.1-0.5。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分散剂为焦磷酸钠、六偏磷酸钠一种或两种。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述羟基磷灰石水溶胶的制备过程中，球磨过程中的球料比为4:2-6。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，球磨得到羟基磷灰石-蛭石复合材料的过程中，球料比为5:2-5。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述蛭石的粒径小于38μm。
9.根据权利要求1或2或4-7任一项所述的方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤一：
将蛭石加入去离子水中浸渍6-9天，得到蛭石-水溶液；将天然羟基磷灰石、去离子水、分散剂混合，采用氧化锆球为球磨介质，球磨8-12小时，得到羟基磷灰石水溶胶；
步骤二：
将羟基磷灰石水溶胶和蛭石-水溶液混合，在6000-8000rpm的转速下分散2-5min后静置5-10min，抽取上层物，于90-110℃干燥10-14h，得到羟基磷灰石-蛭石混合物；球磨1-3h，得到羟基磷灰石-蛭石复合材料。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤一中，浸渍过程中，所述蛭石与去离子水质量比为1:1-2；步骤二中，羟基磷灰石水溶胶和蛭石-水溶液的质量比为3:3-8。
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| Title |
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| 6种固化剂对土壤、Pb、Cd、Cu、Zn的固化效果;陈炳睿等;《农业环境科学学报》;20120731(第7期);第1330-1336页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106077071A (zh) | 2016-11-09 |
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Legal Events
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