CN109777426A - 一种适用于镉污染土壤的修复剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于镉污染土壤的修复剂及其制备方法，所述适用于镉污染土壤的修复剂，按照重量份计，由以下原料制成：海泡石20～60份，石灰10～50份，磷酸二氢钙5～35份，草木灰5～20份；各物料的平均粒度为200目。所述的镉污染土壤用海泡石基修复剂的制备方法，主要包括：将海泡石矿粉磨至200目，进行改性处理，海泡石改性是在微波辐射下于60～100℃保持5～30min；将改性的海泡石与石灰、磷酸二氢钙、草木灰混合，包装得到镉污染土壤用海泡石基修复剂。本发明所制备的海泡石基修复剂用于镉污染土壤修复，可显著降低土壤浸出液中镉浓度，稳定化率达到99%以上，对环境友好，修复成本低、可操作性强。
Description
技术领域
本发明属于环境保护土壤修复领域，特别涉及一种适用于镉污染土壤的修复剂及其制备方法。
背景技术
全国受重金属污染的土地达2000万公顷。土壤镉污染具有隐蔽性、滞后性和长期性，难以修复，当土壤中镉积累到一定程度后，镉和镉化物一般可通过水、大气和食物等途径进入人体，直接危害人类健康，镉污染中毒事件已屡见不鲜；同时，镉和镉化物是植物强烈积累的元素，农作物的生长将受到抑制。
目前国内土壤修复治理技术发展迅速，主要有工程措施，包括客土法、换土法和翻土法等；物理修复技术，包括固化/稳定化、物理分离修复、玻璃化修复、电动修复等；化学修复技术，包括原位/异位化学淋洗技术、土壤性能改良技术等；生物修复，包括动物修复、微生物修复、植物修复等。
其中，固化/稳定化技术（S/S 技术）是指向土壤中添加固化/稳定剂，通过吸附、沉淀或共沉淀、离子交换等作用改变重金属在土壤中的存在形态，降低重金属在土壤环境中的溶解迁移性、浸出毒性和生物有效性。由于 S/S 技术具有费用低、修复时间短、可处理多种复合重金属污染、易操作等优点，使它成为一种较成熟且经济有效的重金属污染土壤的修复治理技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于镉污染土壤的修复剂及其制备方法。
本发明提供了一种适用于镉污染土壤的修复剂，由以下质量份数的物料制成：海泡石20～60份，石灰10～50份，磷酸二氢钙5～35份，草木灰5～20份；各物料的平均粒度为200目。
优选地，所述的适用于镉污染土壤的修复剂，由以下质量份数的物料制成：海泡石40份，石灰30份，磷酸二氢钙20份，草木灰10份。
进一步地，所述海泡石为经微波改性处理后的海泡石。
本发明还提供了上述任意一项适用于镉污染土壤的修复剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将海泡石矿粉磨至200目，进行改性处理，海泡石改性是在微波辐射下于60～100℃保持5～30min；
（2）将改性的海泡石与石灰、磷酸二氢钙、草木灰混合，包装得到镉污染土壤用海泡石基修复剂。
优选地，步骤（1）中改性温度为80℃。
优选地，步骤（1）中改性时间为20min。
海泡石是已知非金属矿物比表面积最大的矿种，具有独特的内部孔道结构，极强的吸附性能，对镉等重金属具有特性吸附和稳定化作用，且海泡石属于天然粘土矿物，与土壤相容性甚好，是制备镉污染修复材料的优质原料。
将海泡石采用微波改性工艺，可改善海泡石的内部孔道结构和比表面积，增加活性基团，可进一步增强海泡石对镉的特性吸附、晶格封闭和稳定化作用。
本发明所使用的草木灰呈碱性，可有效提高土壤pH，促进对镉形成稳定化合物，并可补充土壤所需的营养物质，是制备镉污染修复材料的优质原料。目前草木灰较多被废弃，容易造成环境污染，采用草木灰修复土壤并可达到以废治废的目的。
本发明采用改性海泡石、石灰、磷酸二氢钙、草木灰等组分按一定比例配制而成，可相互配合、相互促进，充分结合各组成的物化特性，从而更加达到更好的稳定化效果，更加高效降低镉的浸出毒性。
本发明对环境十分友好，不仅修复效果好，简单易行，适用范围广。
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
一种适用于镉污染土壤的修复剂，按照重量份计，由以下原料制成：海泡石20份，石灰50份，磷酸二氢钙10份，草木灰20份；各物料的平均粒度为200目。
所述的适用于镉污染土壤的修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）将海泡石矿粉磨至200目，进行改性处理，海泡石改性是在微波辐射下于60℃保持5min；
（2）将改性的海泡石与石灰、磷酸二氢钙、草木灰混合，包装得到镉污染土壤用海泡石基修复剂。
实施例2
一种适用于镉污染土壤的修复剂，按照重量份计，由以下原料制成：海泡石20份，石灰50份，磷酸二氢钙20份，草木灰10份；各物料的平均粒度为200目。
所述的适用于镉污染土壤的修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）将海泡石矿粉磨至200目，进行改性处理，海泡石改性是在微波辐射下于80℃保持5min；
（2）将改性的海泡石与石灰、磷酸二氢钙、草木灰混合，包装得到镉污染土壤用海泡石基修复剂。
实施例3
一种适用于镉污染土壤的修复剂，按照重量份计，由以下原料制成：海泡石30份，石灰40份，磷酸二氢钙20份，草木灰10份；各物料的平均粒度为200目。
所述的适用于镉污染土壤的修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）将海泡石矿粉磨至200目，进行改性处理，海泡石改性是在微波辐射下于80℃保持20min；
（2）将改性的海泡石与石灰、磷酸二氢钙、草木灰混合，包装得到镉污染土壤用海泡石基修复剂。
实施例4
一种适用于镉污染土壤的修复剂，按照重量份计，由以下原料制成：海泡石30份，石灰40份，磷酸二氢钙20份，草木灰10份；各物料的平均粒度为200目。
所述的适用于镉污染土壤的修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）将海泡石矿粉磨至200目，进行改性处理，海泡石改性是在微波辐射下于80℃保持20min；
（2）将改性的海泡石与石灰、磷酸二氢钙、草木灰混合，包装得到镉污染土壤用海泡石基修复剂。
实施例5
一种适用于镉污染土壤的修复剂，按照重量份计，由以下原料制成：海泡石40份，石灰30份，磷酸二氢钙20份，草木灰10份；各物料的平均粒度为200目。
所述的适用于镉污染土壤的修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）将海泡石矿粉磨至200目，进行改性处理，海泡石改性是在微波辐射下于80℃保持20min；
（2）将改性的海泡石与石灰、磷酸二氢钙、草木灰混合，包装得到镉污染土壤用海泡石基修复剂。
实施例6
一种适用于镉污染土壤的修复剂，按照重量份计，由以下原料制成：海泡石60份，石灰30份，磷酸二氢钙5份，草木灰5份；各物料的平均粒度为200目。
所述的适用于镉污染土壤的修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）将海泡石矿粉磨至200目，进行改性处理，海泡石改性是在微波辐射下于100℃保持20min；
（2）将改性的海泡石与石灰、磷酸二氢钙、草木灰混合，包装得到镉污染土壤用海泡石基修复剂。
实施例7
一种适用于镉污染土壤的修复剂，按照重量份计，由以下原料制成：海泡石60份，石灰10份，磷酸二氢钙35份，草木灰5份；各物料的平均粒度为200目。
所述的适用于镉污染土壤的修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）将海泡石矿粉磨至200目，进行改性处理，海泡石改性是在微波辐射下于100℃保持30min；
（2）将改性的海泡石与石灰、磷酸二氢钙、草木灰混合，包装得到镉污染土壤用海泡石基修复剂。
实施例8
一种适用于镉污染土壤的修复剂，按照重量份计，由以下原料制成：海泡石40份，石灰50份，磷酸二氢钙5份，草木灰5份；各物料的平均粒度为200目。
所述的适用于镉污染土壤的修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）将海泡石矿粉磨至200目，进行改性处理，海泡石改性是在微波辐射下于100℃保持5min；
（2）将改性的海泡石与石灰、磷酸二氢钙、草木灰混合，包装得到镉污染土壤用海泡石基修复剂。
实施例9
一种适用于镉污染土壤的修复剂，按照重量份计，由以下原料制成：海泡石40份，石灰20份，磷酸二氢钙20份，草木灰20份；各物料的平均粒度为200目。
所述的适用于镉污染土壤的修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）将海泡石矿粉磨至200目，进行改性处理，海泡石改性是在微波辐射下于80℃保持5min；
（2）将改性的海泡石与石灰、磷酸二氢钙、草木灰混合，包装得到镉污染土壤用海泡石基修复剂。
实施例10
一种适用于镉污染土壤的修复剂，按照重量份计，由以下原料制成：海泡石40份，石灰20份，磷酸二氢钙20份，草木灰20份；各物料的平均粒度为200目。
所述的适用于镉污染土壤的修复剂的制备方法，具体步骤为：
（1）将海泡石矿粉磨至200目，进行改性处理，海泡石改性是在微波辐射下于60℃保持5min；
（2）将改性的海泡石与石灰、磷酸二氢钙、草木灰混合，包装得到镉污染土壤用海泡石基修复剂。
检测实验
镉污染土壤（平均土壤镉含量为2000~3000mg/kg）经自然风干、除杂后，磨碎过50目筛，充分混合作为稳定化实验用土。
称取上述过50目土壤300g置于500mL广口烧杯中，分别加入修复剂，投加比为2%，与土壤混合均匀后加入105g蒸馏水，置于常温环境下养护7天。
浸出方法按照《固体废物浸出毒性浸出方法 水平振荡法》(HJ 557—2010)进行。按国标方法对浸出液重金属含量进行检测。检测结果见下表：
由表可知，本发明所制备的海泡石基修复剂用于镉污染土壤修复，可显著降低土壤浸出液中镉浓度。其中，与其他实施例对比，实施例5效果较好，土壤浸出液浓度降至0.001mg/L，稳定化率超过99%，修复后的土壤浸出液镉浓度满足《地表水环境质量标准》（GB3838~2002）Ⅲ类水标准（即0.005mg/L）。
虽然，上文已经用一般性说明和具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改和改进，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明的精神或基本特征的基础上所作的这些修改和改进，均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种适用于镉污染土壤的修复剂，其特征在于，由以下质量份数的物料制成：海泡石20～60份，石灰10～50份，磷酸二氢钙5～35份，草木灰5～20份；各物料的平均粒度为200目。
2.如权利要求1所述的一种适用于镉污染土壤的修复剂，其特征在于，由以下质量份数的原料制成：海泡石40份，石灰30份，磷酸二氢钙20份，草木灰10份。
3.权利要求1或2所述的一种适用于镉污染土壤的修复剂，其特征在于，所述海泡石为经改性处理后的海泡石。
4.权利要求1－3任意一项所述的适用于镉污染土壤的修复剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将海泡石矿粉磨至200目，进行改性处理，海泡石改性是在微波辐射下于60～100℃保持5～30min；
（2）将改性的海泡石与石灰、磷酸二氢钙、草木灰混合，包装得到镉污染土壤用海泡石基修复剂。
5.如权利要求4所述的适用于镉污染土壤的修复剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中改性温度为80℃。
6.如权利要求4所述的适用于镉污染土壤的修复剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中改性时间为20min。
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