CN106190164A - 一种镉污染土壤修复剂及其制备方法 - Google Patents

一种镉污染土壤修复剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镉污染土壤修复剂及其制备方法，所述镉污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：钙基膨润土22‑28份、竹炭18‑25份、生石灰15‑22份、畜禽粪便15‑18份、废弃茶叶渣8‑12份、磷酸二氢钾1‑4份。本发明所制备的土壤修复剂进行修复处理后，污染土壤中的镉浓度下降至0.30mg/kg以下，修复后土壤的镉浓度满足国家二级土壤质量标准的要求，具有很好的经济效益和广泛的社会效益。

Description

一种镉污染土壤修复剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种土壤修复技术领域，具体是一种镉污染土壤修复剂及其制备方法。
背景技术
土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。而农田土壤重金属污染有巨大的危害性，土壤中重金属污染不但会导致农作物减产和品质下降，还会通过土壤-植物系统，经食物链进人人体，危害人体健康和生命安全。土壤重金属污染有隐蔽性、危害的滞后性、长期性以及生物链对重金属的生物富集等特点，这些决定着若对土壤重金属污染认识和治理滞后将带来难以预料的严重后果。重金属污染已呈日趋严重之势，对生态环境和人体健康影响最大的重金属主要有Hg、Cd、Pb和As等，其中镉(Cadmium，Cd)是最重要的重金属污染物之一，在土壤中具有较强的化学活性，与其他重金属相比，更易被植物吸收，残留在植物的可食用部分，并通过食物链富集危害人体健康。据统计，全世界每年由于人为因素向环境中释放的Cd有3万吨左右，其中82％～94％的Cd进入到土壤中。据报道，我国受Cd污染的农田面积已达到2万hm2，并有逐渐加重的趋势，因此对镉污染土壤的治理和修复，是十分紧迫的任务。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镉污染土壤修复剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种镉污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：钙基膨润土22-28份、竹炭18-25份、生石灰15-22份、畜禽粪便15-18份、废弃茶叶渣8-12份、磷酸二氢钾1-4份。
作为本发明进一步的方案：所述镉污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：钙基膨润土24-26份、竹炭21-22份、生石灰16-21份、畜禽粪便16-17份、废弃茶叶渣9-11份、磷酸二氢钾2-3份。
作为本发明进一步的方案：所述镉污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：钙基膨润土25份、竹炭22份、生石灰19份、畜禽粪便17份、废弃茶叶渣10份、磷酸二氢钾3份。
作为本发明进一步的方案：所述竹炭的粒径为50-200μm。
作为本发明进一步的方案：所述生石灰的粒径为200-400μm。
所述的镉污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向钙基膨润土中加水得到混合浆体，使其含水率为12%-18%，随后挤压制成5mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与生石灰、畜禽粪便、废弃茶叶渣混合均匀，堆积18h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行超声波处理，超声波处理的温度为45℃-58℃，时间为1-2h，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与竹炭、磷酸二氢钾进行高压均质处理，在45-55℃下混合5-10分钟，压强为15-20MPa；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得镉污染土壤修复剂。
作为本发明进一步的方案：步骤（1）中混合浆体的含水率为15%。
作为本发明进一步的方案：步骤（3）中超声波处理的温度为52℃，时间为1.5h。
作为本发明进一步的方案：步骤（4）中在50℃下混合8分钟，压强为18MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所制备的土壤修复剂进行修复处理后，污染土壤中的镉浓度下降至0.30mg/kg以下，修复后土壤的镉浓度满足国家二级土壤质量标准的要求，具有很好的经济效益和广泛的社会效益。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种镉污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：钙基膨润土22份、竹炭18份、生石灰15份、畜禽粪便15份、废弃茶叶渣8份、磷酸二氢钾1份；所述竹炭的粒径为50μm；所述生石灰的粒径为200μm。
所述的镉污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向钙基膨润土中加水得到混合浆体，使其含水率为12%，随后挤压制成5mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与生石灰、畜禽粪便、废弃茶叶渣混合均匀，堆积18h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行超声波处理，超声波处理的温度为45℃，时间为1h，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与竹炭、磷酸二氢钾进行高压均质处理，在45℃下混合5分钟，压强为15MPa；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得镉污染土壤修复剂。
实施例2
一种镉污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：钙基膨润土24份、竹炭21份、生石灰16份、畜禽粪便16份、废弃茶叶渣9份、磷酸二氢钾2份；所述竹炭的粒径为50μm；所述生石灰的粒径为200μm。
所述的镉污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向钙基膨润土中加水得到混合浆体，使其含水率为12%，随后挤压制成5mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与生石灰、畜禽粪便、废弃茶叶渣混合均匀，堆积18h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行超声波处理，超声波处理的温度为45℃，时间为1h，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与竹炭、磷酸二氢钾进行高压均质处理，在45-55℃下混合5分钟，压强为15MPa；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得镉污染土壤修复剂。
实施例3
一种镉污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：钙基膨润土25份、竹炭22份、生石灰19份、畜禽粪便17份、废弃茶叶渣10份、磷酸二氢钾3份；所述竹炭的粒径为125μm；所述生石灰的粒径为300μm。
所述的镉污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向钙基膨润土中加水得到混合浆体，使其含水率为15%，随后挤压制成5mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与生石灰、畜禽粪便、废弃茶叶渣混合均匀，堆积18h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行超声波处理，超声波处理的温度为52℃，时间为1.5h，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与竹炭、磷酸二氢钾进行高压均质处理，在50℃下混合8分钟，压强为18MPa；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得镉污染土壤修复剂。
实施例4
一种镉污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：钙基膨润土26份、竹炭22份、生石灰21份、畜禽粪便17份、废弃茶叶渣11份、磷酸二氢钾3份；所述竹炭的粒径为200μm；所述生石灰的粒径为400μm。
所述的镉污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向钙基膨润土中加水得到混合浆体，使其含水率为18%，随后挤压制成5mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与生石灰、畜禽粪便、废弃茶叶渣混合均匀，堆积18h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行超声波处理，超声波处理的温度为58℃，时间为2h，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与竹炭、磷酸二氢钾进行高压均质处理，在55℃下混合10分钟，压强为20MPa；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得镉污染土壤修复剂。
实施例5
一种镉污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：钙基膨润土28份、竹炭25份、生石灰22份、畜禽粪便18份、废弃茶叶渣12份、磷酸二氢钾4份；所述竹炭的粒径为200μm；所述生石灰的粒径为400μm。
所述的镉污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向钙基膨润土中加水得到混合浆体，使其含水率为18%，随后挤压制成5mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与生石灰、畜禽粪便、废弃茶叶渣混合均匀，堆积18h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行超声波处理，超声波处理的温度为58℃，时间为2h，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与竹炭、磷酸二氢钾进行高压均质处理，在55℃下混合10分钟，压强为20MPa；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得镉污染土壤修复剂。
对比例1
一种镉污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：钙基膨润土25份、生石灰19份、畜禽粪便17份、磷酸二氢钾3份；所述生石灰的粒径为300μm。
所述的镉污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向钙基膨润土中加水得到混合浆体，使其含水率为15%，随后挤压制成5mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与生石灰、畜禽粪便混合均匀，堆积18h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行超声波处理，超声波处理的温度为52℃，时间为1.5h，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与磷酸二氢钾进行高压均质处理，在50℃下混合8分钟，压强为18MPa；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得镉污染土壤修复剂。
对比例2
一种镉污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：膨润土25份。
所述的镉污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向膨润土中加水得到混合浆体，使其含水率为15%，随后挤压制成5mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒混合均匀，堆积18h后得到镉污染土壤修复剂。
对比例3
一种镉污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：钙基膨润土25份、竹炭22份、生石灰19份、畜禽粪便17份、废弃茶叶渣10份、磷酸二氢钾3份；所述竹炭的粒径为125μm；所述生石灰的粒径为300μm。
所述的镉污染土壤修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）首先，向钙基膨润土中加水得到混合浆体，使其含水率为15%，随后挤压制成5mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与生石灰、畜禽粪便、废弃茶叶渣混合均匀，堆积18h后得到混合物I；
（3）接着，将混合物I与竹炭、磷酸二氢钾进行高压均质处理，在50℃下混合8分钟，压强为18MPa；随后置于8℃温度下低温烘干，即得镉污染土壤修复剂。
检测实验
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 中的镉污染土壤修复剂添加在污染的土壤的表面施加 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，10 天后，进行采样监测，测试结果如表1
。
由此可见，本发明实施例中制备的镉污染土壤修复剂，与对比组例比有更好的显著处理效果，本发明能够使受镉严重污染土壤的理化指标达到GB15618-1995标准；处理工艺简单，用药量少，处理效果良好，性能稳定，受污染的土壤恢复程度高，可有效地降低了镉污染土壤处理的成本，具有很好的经济效益和广泛的社会效益。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种镉污染土壤修复剂，其特征在于，按照重量份的主要原料为：钙基膨润土22-28份、竹炭18-25份、生石灰15-22份、畜禽粪便15-18份、废弃茶叶渣8-12份、磷酸二氢钾1-4份。
2.根据权利要求1所述的镉污染土壤修复剂，其特征在于，所述镉污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：钙基膨润土24-26份、竹炭21-22份、生石灰16-21份、畜禽粪便16-17份、废弃茶叶渣9-11份、磷酸二氢钾2-3份。
3.根据权利要求1或2所述的镉污染土壤修复剂，其特征在于，所述镉污染土壤修复剂，按照重量份的主要原料为：钙基膨润土25份、竹炭22份、生石灰19份、畜禽粪便17份、废弃茶叶渣10份、磷酸二氢钾3份。
4.根据权利要求3所述的镉污染土壤修复剂，其特征在于，所述竹炭的粒径为50-200μm。
5.根据权利要求3所述的镉污染土壤修复剂，其特征在于，所述生石灰的粒径为200-400μm。
6.一种如权利要求1-5任一所述的镉污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
（1）首先，向钙基膨润土中加水得到混合浆体，使其含水率为12%-18%，随后挤压制成5mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与生石灰、畜禽粪便、废弃茶叶渣混合均匀，堆积18h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行超声波处理，超声波处理的温度为45℃-58℃，时间为1-2h，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与竹炭、磷酸二氢钾进行高压均质处理，在45-55℃下混合5-10分钟，压强为15-20MPa；随后置于8℃温度下低温烘干，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III进行微胶囊化包装，即得镉污染土壤修复剂。
7.根据权利要求6所述的镉污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中混合浆体的含水率为15%。
8.根据权利要求6所述的镉污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中超声波处理的温度为52℃，时间为1.5h。
9.根据权利要求6所述的镉污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）中在50℃下混合8分钟，压强为18MPa。
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