CN106701093A - 一种铅污染土壤修复剂及其制备方法及应用 - Google Patents

一种铅污染土壤修复剂及其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铅污染土壤修复剂及其制备方法及应用，所述土壤修复剂按照质量份数计，由以下原料制成：草木灰88‑100份、禹余粮23‑28份、硅酸钙14‑19份、磷酸钾18‑24份、钙镁磷肥27‑36份；其中，磷酸钾与钙镁磷肥的质量比为2：3；将草木灰和禹余粮分别粉碎，过筛，烘干，混合，置于硝酸溶液中浸泡处理，过滤得混合物A；将混合物A和硅酸钙混合均匀，再置于微波场中微波加热处理，得混合物B，洗净、烘干，与磷酸钾和钙镁磷肥混合，包装得到。本发明具有优异的固定铬、修复土壤肥力的功效，使得铬金属在土壤中的浸出率大大降低，达到并优于国家《土壤环境质量标准》(GB15618‑1995)的一级标准。

Description

一种铅污染土壤修复剂及其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及污染处理技术领域，具体是一种铅污染土壤修复剂及其制备方法及应用。
背景技术
目前，中国重金属污染土壤面积至少有2000万公顷，重金属污染来源广泛，矿物加工及冶炼、电镀、电池、化工、染料等行业的“三废”不合理排放，污水灌溉、污泥施肥，城市交通运输中汽车尾气排放，电子垃圾处理不当等，都会导致土壤的重金属污染。土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不可逆转等特点，造成土壤肥力下降，农作物产量和品质下降，而且会通过径流和淋洗作用污染地下水和地表水。
在环境化学污染物中，六价铬是最常见、危害居民健康最严重的污染物之一。目前针对六价铅污染土壤的修复技术主要有固定化/稳定化、淋洗法、洗土法、电动力学修复法、化学还原法、植物修复、微生物修复，总体存在修复效率低、处理成本高等问题。传统的修复方法如填埋、淋洗、电化学等工程量大，成本高、而且常常导致土壤结构破坏和某些营养元素丢失。因此，开发一种低成本、简单、高效、环境友好的土壤修复药剂具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无毒无害、效果好的铅污染土壤修复剂及其制备方法及应用。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铅污染土壤修复剂，按照质量份数计，由以下原料制成：草木灰88-100份、禹余粮23-28份、硅酸钙14-19份、磷酸钾18-24份、钙镁磷肥27-36份；其中，磷酸钾与钙镁磷肥的质量比为2：3。
作为本发明进一步的方案：按照质量份数计，由以下原料制成：草木灰92-95份、禹余粮24-26份、硅酸钙15-18份、磷酸钾20-22份、钙镁磷肥30-33份。
作为本发明进一步的方案：按照质量份数计，由以下原料制成：草木灰94份、禹余粮25份、硅酸钙16份、磷酸钾20份、钙镁磷肥30份。
所述的铅污染土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将草木灰和禹余粮分别粉碎成粉末，过200-250目筛，烘干，得到草木灰粉末和禹余粮粉末，备用；
(2)按比例将草木灰粉末和禹余粮粉末混合，置于其质量之和的3.8-4.4倍的质量浓度为13-16％的硝酸溶液中浸泡1-2h，过滤，得混合物A；
(3)按比例将混合物A和硅酸钙混合均匀，再转移入非金属容器内，置于微波场中，以250-280W微波加热3-6min，得到混合物B；
(4)将混合物B洗净、烘干，与磷酸钾和钙镁磷肥混合，包装，得到所述的铅污染土壤修复剂。
所述的土壤修复剂在制备铅污染土壤修复剂方面的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在草木灰、禹余粮、质量比为2：3的磷酸钾和钙镁磷肥与其他组分的协同作用下，具有优异的固定铬、修复土壤肥力的功效，使得铬金属在土壤中的浸出率大大降低，达到并优于国家《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的一级标准。
本发明所用组分无毒无害，不仅具有优良的铬金属固化作用，而且在固定有害铬金属的同时，可缓慢释放出植物生长所需的氮、磷、钾等元素，起到长期修复、改良污染土壤和改善生态环境的作用。
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
本发明实施例中，一种铅污染土壤修复剂，按照质量份数计，由以下原料制成：草木灰88份、禹余粮23份、硅酸钙14份、磷酸钾18份、钙镁磷肥27份。
所述的铅污染土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将草木灰和禹余粮分别粉碎成粉末，过200目筛，烘干，得到草木灰粉末和禹余粮粉末，备用；
(2)按比例将草木灰粉末和禹余粮粉末混合，置于其质量之和的3.8倍的质量浓度为16％的硝酸溶液中浸泡1h，过滤，得混合物A；
(3)按比例将混合物A和硅酸钙混合均匀，再转移入非金属容器内，置于微波场中，以250W微波加热6min，得到混合物B；
(4)将混合物B洗净、烘干，与磷酸钾和钙镁磷肥混合，包装，得到所述的铅污染土壤修复剂。
实施例2
本发明实施例中，一种铅污染土壤修复剂，按照质量份数计，由以下原料制成：草木灰100份、禹余粮28份、硅酸钙19份、磷酸钾24份、钙镁磷肥36份。
所述的铅污染土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将草木灰和禹余粮分别粉碎成粉末，过250目筛，烘干，得到草木灰粉末和禹余粮粉末，备用；
(2)按比例将草木灰粉末和禹余粮粉末混合，置于其质量之和的4.4倍的质量浓度为13％的硝酸溶液中浸泡2h，过滤，得混合物A；
(3)按比例将混合物A和硅酸钙混合均匀，再转移入非金属容器内，置于微波场中，以280W微波加热3min，得到混合物B；
(4)将混合物B洗净、烘干，与磷酸钾和钙镁磷肥混合，包装，得到所述的铅污染土壤修复剂。
实施例3
本发明实施例中，一种铅污染土壤修复剂，按照质量份数计，由以下原料制成：草木灰92份、禹余粮24份、硅酸钙15份、磷酸钾20份、钙镁磷肥30份。
所述的铅污染土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将草木灰和禹余粮分别粉碎成粉末，过200目筛，烘干，得到草木灰粉末和禹余粮粉末，备用；
(2)按比例将草木灰粉末和禹余粮粉末混合，置于其质量之和的3.8倍的质量浓度为16％的硝酸溶液中浸泡2h，过滤，得混合物A；
(3)按比例将混合物A和硅酸钙混合均匀，再转移入非金属容器内，置于微波场中，以250W微波加热6min，得到混合物B；
(4)将混合物B洗净、烘干，与磷酸钾和钙镁磷肥混合，包装，得到所述的铅污染土壤修复剂。
实施例4
本发明实施例中，一种铅污染土壤修复剂，按照质量份数计，由以下原料制成：草木灰95份、禹余粮26份、硅酸钙18份、磷酸钾22份、钙镁磷肥33份。
所述的铅污染土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将草木灰和禹余粮分别粉碎成粉末，过250目筛，烘干，得到草木灰粉末和禹余粮粉末，备用；
(2)按比例将草木灰粉末和禹余粮粉末混合，置于其质量之和的4.4倍的质量浓度为13％的硝酸溶液中浸泡1h，过滤，得混合物A；
(3)按比例将混合物A和硅酸钙混合均匀，再转移入非金属容器内，置于微波场中，以280W微波加热3min，得到混合物B；
(4)将混合物B洗净、烘干，与磷酸钾和钙镁磷肥混合，包装，得到所述的铅污染土壤修复剂。
实施例5
本发明实施例中，一种铅污染土壤修复剂，按照质量份数计，由以下原料制成：草木灰94份、禹余粮25份、硅酸钙16份、磷酸钾20份、钙镁磷肥30份。
所述的铅污染土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将草木灰和禹余粮分别粉碎成粉末，过250目筛，烘干，得到草木灰粉末和禹余粮粉末，备用；
(2)按比例将草木灰粉末和禹余粮粉末混合，置于其质量之和的4.2倍的质量浓度为15％的硝酸溶液中浸泡1.6h，过滤，得混合物A；
(3)按比例将混合物A和硅酸钙混合均匀，再转移入非金属容器内，置于微波场中，以260W微波加热5min，得到混合物B；
(4)将混合物B洗净、烘干，与磷酸钾和钙镁磷肥混合，包装，得到所述的铅污染土壤修复剂。
对比例1
在实施例5的基础上，以磷酸钾取代钙镁磷肥，其余与实施例5完全相同。
对比例2
在实施例5的基础上，以钙镁磷肥取代磷酸钾，其余与实施例5完全相同。
对比例3
在实施例5的基础上，删除禹余粮这一组分，其余与实施例5完全相同。
对比例4
在实施例5的基础上，以钙镁磷肥取代磷酸钾，并删除禹余粮这一组分，其余与实施例5完全相同。
以实施例1-5以及对比例1-4制得的土壤修复剂为药剂，选取某铅污染区域作为试验土壤，该区域土壤表层中的铬含量为31.84mg/kg，该值高于《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的三级标准。将试验土壤分为九份，分别将试验土壤干基的0.5％的量的实施例1-5以及对比例1-4制得的土壤修复剂施加到对应的试验土壤中，充分混合，静置10天，即完成修复。修复前后试验土壤中各种化学形态的铬含量如表1所示，土壤的肥力变化如表2所示。
表1各例制得的土壤修复剂修复前后土壤各种化学形态的铬含量(单位：％)
项目 可交换态 碳酸盐结合态 铁锰结合态 有机剂硫化物结合态 残渣态
修复前 44.23 18.76 22.54 7.49 6.98
实施例1 23.84 29.83 27.89 9.92 8.52
实施例2 23.18 30.05 27.95 10.06 8.76
实施例3 19.22 31.55 28.75 10.93 9.55
实施例4 18.72 31.78 28.82 11.04 9.64
实施例5 15.43 32.15 30.07 12.26 10.09
对比例1 26.41 28.54 27.63 8.88 8.54
对比例2 28.53 27.98 26.84 8.26 8.39
对比例3 35.43 24.32 24.15 8.22 7.88
对比例4 40.99 20.18 23.76 7.74 7.33
表2各例制得的土壤修复剂修复前后土壤的肥力
由表1和表2可以看出：与对比例1-4相比，实施例1-5制得的土壤修复剂对土壤中铬的固定效果佳，经其修复后的土壤中铬含量满足《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的一级标准；通过对比实施例5和对比例1-4，可知本发明是在草木灰、禹余粮、质量比为2：3的磷酸钾和钙镁磷肥与其他组分的协同作用下，具有优异的固定铬、修复土壤肥力的功效。
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 (5)

1.一种铅污染土壤修复剂，其特征在于，按照质量份数计，由以下原料制成：草木灰88-100份、禹余粮23-28份、硅酸钙14-19份、磷酸钾18-24份、钙镁磷肥27-36份；其中，磷酸钾与钙镁磷肥的质量比为2：3。
2.根据权利要求1所述的铅污染土壤修复剂，其特征在于，按照质量份数计，由以下原料制成：草木灰92-95份、禹余粮24-26份、硅酸钙15-18份、磷酸钾20-22份、钙镁磷肥30-33份。
3.根据权利要求2所述的铅污染土壤修复剂，其特征在于，按照质量份数计，由以下原料制成：草木灰94份、禹余粮25份、硅酸钙16份、磷酸钾20份、钙镁磷肥30份。
4.根据权利要求1-3任一所述的铅污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将草木灰和禹余粮分别粉碎成粉末，过200-250目筛，烘干，得到草木灰粉末和禹余粮粉末，备用；
(2)按比例将草木灰粉末和禹余粮粉末混合，置于其质量之和的3.8-4.4倍的质量浓度为13-16％的硝酸溶液中浸泡1-2h，过滤，得混合物A；
(3)按比例将混合物A和硅酸钙混合均匀，再转移入非金属容器内，置于微波场中，以250-280W微波加热3-6min，得到混合物B；
(4)将混合物B洗净、烘干，与磷酸钾和钙镁磷肥混合，包装，得到所述的铅污染土壤修复剂。
5.如权利要求1-3任一所述的土壤修复剂在制备铅污染土壤修复剂方面的应用。
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