CN110205133A - 一种用于治理重金属Cu污染的复合型固化剂及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污染土壤重金属固化剂及使用方法，按比例在需修复土壤中添加7种成分：重质碳酸钙、小麦生物炭、纳基膨润土、磷酸二氢钾、石灰石、硅酸钙、纳米羟基磷灰石7种固化剂，每种成分占比为9%‑30%之间。在使用该固化剂处理污染土壤时，按照所需复合重金属固化剂与需修复重金属污染土壤比值1.8:100（重量比）进行投加混合，再加入占土壤总重40%蒸馏水，充分搅拌5‑8min。经该固化剂处理后土壤Cu的浸出浓度分别由4.21mg/L降低至0.23mg/L、4.16mg/L降低至0.24mg/L、4.26mg/L降低至0.21mg/L。本发明的修复污染土壤重金属固化剂均有益于土壤的修复，较以往传统固化剂具有处理效果好，成本低且不易对土壤造成二次污染的优点。

Description

一种用于治理重金属Cu污染的复合型固化剂及使用方法
技术领域
本发明涉及环境工程重金属污染土壤修复技术领域，尤其涉及一种降低重金属污染土壤组配固化剂及使用方法。
背景技术
重金属一般是指比重在4.5g/cm3以上的约45种元素。包括常见的有Pb、Ag、Cu、Fe、Cd、Ni等，当重金属离子通过植物或水体等介质进入人体，人体通过富集作用最终这些重金属都会残留于人体之中，由此造成慢性中毒。2009年湖南省浏阳市爆出“镉大米”事件，引起了国家对民众食品安全健康的高度重视。随着一系列重金属污染事件的爆出，人们也越来越重视身边重金属污染状况。铜污染现象在我国大部分地区仍然相当普遍，铜锌矿的开采冶炼，工厂中重金属产业的生产制造过程是造成铜污染的主要原因。工厂中冶炼烟气的排放也是造成污染的重要原因。
目前重金属污染土壤修复方法主要有以下几种：
第一是换土法，利用新鲜未受污染的土壤替代或部分替代已经被重金属离子污染的土壤，从而达到降低重金属离子在土壤中的浓度。但此方法耗费巨大人力财力，只适用于局部小范围内土壤修复；
第二是玻璃化技术，在高温高压的条件下，重金属污染土壤会形成玻璃态结构，从而起到重金属固定作用。该方法处理速度快，但因为耗费较大因此常用语处理紧急修复；
第三是电动修复，电动修复是指在土壤溶液中的两极，在通电情况下形成直流电场。重金属在电场的作用下发生物理迁移，在电泳电渗流等多种作用机制下，重金属离子在两极处汇集，再利用电镀等方式二次去处；
第四是植物修复，在污染土壤上种植超富集植物，通过植物放富集效应达到最终修复的目的，后经焚烧等方法统一处理植物。但此方法受限于植物生长情况的限值，具有周期长、效率低等缺点；
第五是固定稳定化：一般选用不同性质的固化剂与土壤中离子进行反应，使离子趋向于稳定态，从而降低重金属的浸出毒性，达到修复目的。
发明内容
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低、固化效果比较好的一种复合型土壤固化剂。不同于单一的固化剂在修复土壤重金属具有修复效果差，不全面等弊端。该组配稳定剂能更好的修复重金属铜污染的土壤。且组合中单一固化剂之间具有协同作用，有利于重金属Cu的固化；
2、本发明提供的方案是：一种复合型污染土壤重金属固化剂，在污染土壤中投加重质碳酸钙、小麦生物炭、纳基膨润土、磷酸二氢钾、石灰石、硅酸钙、纳米羟基磷灰石7种固化剂，每种成分占比为9%-30%之间；
优选是18%重质碳酸钙，12%小麦生物炭、9%纳基膨润土、15%磷酸二氢钾、18%石灰石、18%硅酸钙、10%纳米羟基磷灰石；14.3%重质碳酸钙、14.3%小麦生物炭、14.3%纳基膨润土、14.3%磷酸二氢钾、14.3%石灰石、14.3%硅酸钙、14.3%纳米羟基灰石；21%重质碳酸钙、18%小麦生物炭、18%纳基膨润土、9%磷酸二氢钾、9%石灰石、15%硅酸钙、10%纳米羟基磷灰石。
本发明提供治理重金属污染土壤固化剂制备方法，本方法包括以下步骤：
（1）按之前设定的比例称取重质碳酸钙、小麦生物炭、纳基膨润土、磷酸二氢钾、石灰石、硅酸钙、纳米羟基磷灰石备用；
（2）先利用球磨仪将所述小麦生物炭、磷酸二氢钾、硅酸钙充分粉碎，再与其他单一固化剂充分均匀混合。
本发明提供所述的污染土壤重金属固化剂固化污染土壤中重金属的方法，该方法包括以下步骤：
（1）按所需重金属固化剂与重金属污染土壤的比值（质量）2:100进行均匀混合，搅拌充分后，得到混合料；
（2）加入占土壤总重40%的蒸馏水，充分搅拌，自然风干14天，期间正常养护；
（3）所述的方法步骤（2）中的搅拌时间为5分钟，后进行14天的静置实验；
（4）本发明所述污染土壤重金属固化剂固化污染土壤中重金属的方法，所述污染土壤重金属离子为Cu。
本发明具有以下有益效果：
水层状硅酸盐矿是膨润土的主要组成单元，价态较高的Si4+和Al3+与价态较低的阳离子在蒙脱石中的铝氧八面体结构中发生置换反应，使蒙脱石组成一个负电离子团，从而具有吸附重金属的能力。轻质碳酸钙粉体颗粒粒径小，形状规则；重质碳酸钙粉体颗粒粒径较大，形状多不规则其均可在固定土壤重金属离子中起调节pH的作用，以此来稳定土壤中较活跃的重金属离子；土壤中重金属离子通过磷酸二氢钾中磷酸盐诱导后，土壤中各种形态的铜将转化为更稳定的磷酸铜，进而减少土壤中铜向地面植株的转移。因硅酸钙含有大量介孔硅基材料，因其具有较大比较面积，良好的化学稳定性，稳定的结构和尺寸等，是一种性能较好吸附材料，尤其适用于土壤重金属吸附工程应用中。纳米羟基磷灰石表层具有与重金属铜离子所结合的特殊位点，在表层进行络合配位，Ca2+与Cu2+发生置换反应与纳米羟基磷灰石结合形成沉淀；
本发明的复合型土壤重金属修复固定剂相对于传统固化剂具有处理效果好，操作简单易行，成本低且不会对土壤造成二次污染的优点，解决了以往固化剂不稳定，易引起土壤板结，重金属反溶等劣势，经本发明的技术处理后的土壤可重新利用，不影响二次利用。
具体实施方式
下面通过具体实施方式的详细描述来进一步阐明本发明，但并不是对本发明的限制，仅仅作示例说明；
实施例1
（1）以土壤总重为基准，称取18%重质碳酸钙，12%小麦生物炭、9%纳基膨润土、15%磷酸二氢钾、18%石灰石、18%硅酸钙、10%纳米羟基磷灰石得到污染土壤重金属固化剂；
（2）称取Cu污染土壤100g置于一次性培养皿中，加入1.8g上述固化剂，充分搅拌，得到混合料；
（3）加入占土壤总重40%的蒸馏水，充分搅拌5-8min，自然风干14天，期间正常养护；
（4）14d后取处理后土壤破碎取样， 进行土壤浸出毒性与pH检测。经检测Cu的浸出浓度由固化前的4.21mg/L下降到固化后0.23mg/L，pH值由4.59增加至6.15。
实例2
（1）以土壤总重为基准，称取14.3%重质碳酸钙、14.3%小麦生物炭、14.3%纳基膨润土、14.3%磷酸二氢钾、14.3%石灰石、14.3%硅酸钙、14.3%纳米羟基灰石得到污染土壤重金属固化剂；
（2）称取Cu污染土壤100g置于一次性培养皿中，加入1.8g上述固化剂，充分搅拌，得到混合料；
（3）加入占土壤总重40%的蒸馏水，充分搅拌5-8min，自然风干14天，期间正常养护；
（4）14d后取处理后土壤破碎取样，进行土壤浸出毒性与pH检测。经检测Cu的浸出浓度由固化前的4.16mg/L下降到固化后0.24mg/L，pH值由4.65增加至6.08。
实例3
（1）以土壤总重为基准，称取21%重质碳酸钙、18%小麦生物炭、18%纳基膨润土、9%磷酸二氢钾、9%石灰石、15%硅酸钙、10%纳米羟基磷灰石。得到污染土壤重金属固化剂；
（2）称取Cu污染土壤100g置于一次性培养皿中，加入1.8g上述固化剂，充分搅拌，得到混合料；
（3）加入占土壤总重40%的蒸馏水，充分搅拌5-8min，自然风干14天，期间正常养护；
（4）14d后取处理后土壤破碎取样。进行土壤浸出毒性与pH检测，经检测Cu的浸出浓度由固化前的4.26mg/L下降到固化后0.21mg/L，pH值由4.57增加至6.09。

Claims (7)

1.一种新型污染土壤重金属固化剂，其特征在于具有如下实施步骤：
（1）筛选组配土壤固化剂：筛选重质碳酸钙、小麦生物炭、纳基膨润土、磷酸二氢钾、石灰石、硅酸钙、纳米羟基磷灰石7种固化剂，每种成分占比为9%-30%之间。
2.权利要求1所述的污染土壤重金属固化剂，其特征在于：添加18%重质碳酸钙，12%小麦生物炭、9%纳基膨润土、15%磷酸二氢钾、18%石灰石、18%硅酸钙、10%纳米羟基磷灰石；14.3%重质碳酸钙、14.3%小麦生物炭、14.3%纳基膨润土、14.3%磷酸二氢钾、14.3%石灰石、14.3%硅酸钙、14.3%纳米羟基灰石；21%重质碳酸钙、18%小麦生物炭、18%纳基膨润土、9%磷酸二氢钾、9%石灰石、15%硅酸钙、10%纳米羟基磷灰石。
3.根据权利要求1或2所述污染土壤重金属固化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）按之前设定的比例称取重质碳酸钙、小麦生物炭、纳基膨润土、磷酸二氢钾、石灰石、硅酸钙、纳米羟基磷灰石备用；
（2）将重质碳酸钙、小麦生物炭、纳基膨润土、磷酸二氢钾、石灰石、硅酸钙、纳米羟基磷灰石充分混匀，得到污染土壤重金属固化剂。
4.按照权利要求3所述的污染土壤重金属固化剂的制备方法，其特征在于：
（1）按照不同适配比例称取重质碳酸钙、小麦生物炭、纳基膨润土、磷酸二氢钾、石灰石、硅酸钙、纳米羟基磷灰石7种土壤重金属固化剂；
（2）在权利3步骤（2）中，先利用球磨仪将所述小麦生物炭、磷酸二氢钾、硅酸钙充分粉碎，再与其他单一固化剂充分均匀混合。
5.根据权利要求4所述土壤重金属固化剂固化污染土壤中重金属的方法，其特征在于：
（1）按所需重金属固化剂与重金属污染土壤的比值（质量）2:100进行均匀混合，搅拌充分后，得到混合料；
（2）加入占土壤总重40%的蒸馏水，充分搅拌，自然风干14天，期间正常养护。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于权利要求5中搅拌时间是5分钟，后进行14天的静置实验。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，以上所述污染土壤重金属离子为Cu。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110885687A (zh) * 2019-12-16 2020-03-17 新疆光合元生物科技有限公司 一种修复中草药种植区土壤重金属的固化剂及其方法
CN111100652A (zh) * 2019-12-31 2020-05-05 卢再亮 一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法及应用方法
CN113735088A (zh) * 2021-09-17 2021-12-03 南开大学 一种锌铝氧化物修饰生物炭负载磷酸盐复合材料及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105586044A (zh) * 2015-09-14 2016-05-18 青岛农业大学 一种适用于稻田土壤镉污染的复合钝化剂及其制备方法和应用
CN105969362A (zh) * 2016-03-17 2016-09-28 凤阳徽亨商贸有限公司 一种酸化土壤重金属修复剂
CN105983572A (zh) * 2016-02-24 2016-10-05 凤阳徽亨商贸有限公司 一种土壤重金属修复剂
CN106316686A (zh) * 2016-08-22 2017-01-11 四川华智生物工程有限公司 一种土壤修复剂及其制备方法
CN107652981A (zh) * 2017-09-13 2018-02-02 辽宁大学 一种降低油菜地土壤镉污染的复合钝化剂及其制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105586044A (zh) * 2015-09-14 2016-05-18 青岛农业大学 一种适用于稻田土壤镉污染的复合钝化剂及其制备方法和应用
CN105983572A (zh) * 2016-02-24 2016-10-05 凤阳徽亨商贸有限公司 一种土壤重金属修复剂
CN105969362A (zh) * 2016-03-17 2016-09-28 凤阳徽亨商贸有限公司 一种酸化土壤重金属修复剂
CN106316686A (zh) * 2016-08-22 2017-01-11 四川华智生物工程有限公司 一种土壤修复剂及其制备方法
CN107652981A (zh) * 2017-09-13 2018-02-02 辽宁大学 一种降低油菜地土壤镉污染的复合钝化剂及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赵由才: "《固体废物处理与资源化技术》", 31 October 2015, 同济大学出版社 *
邵孝侯: "《农业环境学》", 31 January 2005, 河海大学出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110885687A (zh) * 2019-12-16 2020-03-17 新疆光合元生物科技有限公司 一种修复中草药种植区土壤重金属的固化剂及其方法
CN111100652A (zh) * 2019-12-31 2020-05-05 卢再亮 一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法及应用方法
CN113735088A (zh) * 2021-09-17 2021-12-03 南开大学 一种锌铝氧化物修饰生物炭负载磷酸盐复合材料及其制备方法和应用
CN113735088B (zh) * 2021-09-17 2022-06-03 南开大学 一种锌铝氧化物修饰生物炭负载磷酸盐复合材料及其制备方法和应用

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