CN111286337A - 一种重金属复合污染土壤修复药剂及利用其的土壤修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种重金属复合污染土壤修复药剂，所述修复药剂通过将质量百分含量为5～20％的铁粉和80～95％的水泥复配，配方和工艺简单，成本低且无二次污染；利用所述修复药剂进行土壤修复时，能够将同时含有镉、铜、镍、锌和铬(Ⅵ)的重金属复合型污染土壤稳定化，毒性渗出浓度达到GB3838Ⅳ类标准，满足修复要求。

Description

一种重金属复合污染土壤修复药剂及利用其的土壤修复方法

技术领域

本发明涉及重金属污染土壤修复技术领域，尤其涉及一种重金属复合污染土壤修复药剂及利用其的土壤修复方法。

背景技术

随着工业化和城市化的迅猛发展，我国土壤重金属污染问题也日趋严重。土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，可以直接或间接地影响地下水、空气、农作物和生物，甚至威胁人类健康。因此，土壤重金属修复也成为了重要的研究方向。

目前，重金属修复技术按照原理可为三大类：物理修复、化学修复和生物修复。

物理修复技术包括客土、换土和深耕翻土法，热脱附法、玻璃化法和电动修复技术；客土法是通过运来干净土壤覆盖住原来受污染土壤混合，使得土壤重金属污染浓度减低；换土法是将受污染土壤挖走，而换入无污染的土壤；深耕翻土法是翻动上下层土壤，将干净土壤和受污染土壤进行置换；热脱附法指通过微波、蒸汽、红外辐射等方式对污染土壤进行加热升温，使土壤中的污染物(如Hg、As、Se等)挥发并进行收集处理，从而减少土壤中易挥发的重金属，达到土壤修复效果的技术。玻璃化技术是将受重金属污染的土壤置于高温高压环境下，待其熔化冷却后形成坚硬的玻璃体物质将重金属包裹固定住，从而达到阻抗重金属迁移的技术。电动修复技术是指向污染土壤中插入电极，施加直流电压导致重金属离子在电场作用下进行电迁移、电渗流、电泳等过程，使其在电极附近富集进而进行集中处理或分离的技术。上述方法虽然效果明显但也具有成本高等缺点。

化学修复技术包括土壤淋洗法和固化/稳定法；土壤淋洗法是利用装置向重金属污染的土壤中注入淋洗剂，使其与重金属发生一系列的离子交换、沉淀、螯合、吸附等反应，最后把重金属从固相转移到液相中去除，再用清水清除残余淋洗剂的技术。

固化/稳定法是土壤稳定化修复，是向污染的土壤中加入特定的稳定剂来改变土壤的理化性质，或者直接通过稳定剂与重金属的作用，如沉淀、吸附、配位、有机络合和氧化还原作用等来改变重金属的赋存形态，从而降低重金属的浓度、迁移性及生物有效性，达到土壤修复目的的技术。该技术操作简单，治理费用、难度相对较低，且药剂较为常见，成本投入低，适用于大面积中、低浓度重金属污染土壤的修复，有着广阔的应用前景。

生物修复技术包括植物修复法、动物修复法和微生物修复法。植物修复法是利用植物对土壤中的重金属进行吸收和固定，从而达到净化土壤的目的。动物修复法包括通过被动扩散和摄食两种途径富集重金属，如土壤中的重金属可从土壤溶液中穿过蚯蚓体表进入体内。微生物修复法是微生物细胞中一般含有-NH₂，-SH，PO₄ ^-等基团，重金属离子可以通过离子交换、络合作用等与这些基团结合，从而达到吸附土壤中重金属的目的。

目前，化学修复技术的固化/稳定化法是土壤重金属修复研究较成熟和最有前景的方法。

CN110591714A公开了一种有机高硫稳定剂作为修复剂用于修复土壤中的高价重金属铬(Ⅵ)，该方法所用的修复药剂是将单质硫、助溶剂、碱金属硫化物、催化剂和溶剂混合反应形成，但该稳定剂为仅针对六价铬污染的土壤修复剂，无法应用至多种金属复合污染的土壤中。

CN110028974A公开了一种将沉淀材料、吸附材料、益生材料、营养材料和络合材料的复配作为重金属镉污染土壤的钝化剂；沉淀材料为氧化钙、碳酸钙、坡缕石粉、硅藻石粉、磷灰石粉的一种或多种，吸附材料为沸石粉、生物碳粉、大豆秸秆粉、骨壳粉、玉米棒粉的一种或多种，益生材料为氰胺化钙、钙镁磷粉、改性粉煤灰、干海藻酸、甲壳素中的一种或多种。该钝化剂不仅组成复杂，而且同样无法用于修复多种金属复合污染的土壤。

CN110105958A公开了一种采用磷酸氢钙、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、碱性调节剂、土壤填充剂和天然矿石粉等物质作为修复药剂的配方，可通过调节酸碱度等方式固定游离态的铅，但该修复药剂针对除铅之外的重金属的固定效果未知。

综上，现有的固化/稳定化技术主要针对单一重金属的修复，关于多种重金属复合污染的修复研究较少。

但是，目前经过调查发现许多污染场地的污染物越来越复杂且复合型重金属含量也越来越高，如在广东省某污染场地采取三个点位的表层土，经过检测发现同时含有镉(总量最高达53200mg/kg)、铜(总量最高达140000mg/kg)、镍(总量最高达10500mg/kg)以及六价铬(总量最高达35mg/kg)。对于这类同时含有镉、铜、镍、锌和铬(Ⅵ)的重金属复合型污染土壤，当pH高时有利于铬(Ⅵ)的溶出，而pH低时有利于镉、铜、镍和锌的溶出。CN102303041B公开了一种复合型重金属污染土壤固定化方法，该方法土壤修复药剂由膨润土或高岭土80～90份、硫化亚铁0.5～15份、硫酸镁1～5份、氢氧化钙2～10份和含磷制剂1～5份组成。该方法虽能够同时处理镉、铬或汞，但该修复剂组成复杂，操作工艺复杂。

综上，现有土壤修复方法存在药剂成分复杂、工艺复杂或不能同时针对含有镉、铜、镍、锌和铬(Ⅵ)等重金属复合污染土壤的修复，因此研究固化/稳定化效果好、成本低、工艺简单的修复药剂及修复方法以及无二次污染的工艺成为土壤修复的关键技术。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种重金属复合污染土壤修复药剂，所述修复药剂按质量百分含量包括5～20％的铁粉和80～95％的水泥，药剂配方和工艺简单，成本低且无二次污染；利用所述修复药剂进行土壤修复时，利用铁粉的还原性将铬(Ⅵ)还原成铬(Ⅲ)，同时能够将重金属固定于水泥基体晶格中；可实现同时含有镉、铜、镍、锌和铬(Ⅵ)的重金属复合型污染土壤的稳定化，毒性渗出浓度达到GB3838Ⅳ类标准，满足修复要求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种重金属复合污染土壤修复药剂，所述药剂按质量百分含量包括5～20％的铁粉和80～95％的水泥。

本发明提供的重金属复合污染土壤修复药剂按质量百分含量包括5～20％的铁粉和80～95％的水泥，为粉剂，不包含液体剂，药剂配制工艺更简单且修复工艺更方便，成本低且无二次污染；其中，铁粉的还原性能够将土壤中的铬(Ⅵ)还原成铬(Ⅲ)，同时自身被氧化成FeO(OH)为其他重金属提供稳定的吸附表面；重金属在水泥的强碱性条件下转化成溶解度较低的氢氧化物或碳酸盐固定在水化硅酸盐表面或水泥基体晶格中；同时铁粉和水泥的复配又可有效调节土壤的pH至中性，减少重金属的浸出。本发明通过将二者以特定质量含量复配，能够在简单工艺下实现较好的土壤修复效果，毒性渗出浓度达到GB3838Ⅳ类标准，满足修复要求。

本发明提供的重金属复合污染土壤修复药剂将铁粉的含量控制在5～20％，不仅能够保障较好的土壤修复效果，而且能够节约铁粉的使用量，降低成本。

本发明中铁粉的质量百分含量为5～20％，例如可以是5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％、15％、15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％、18％或20％。

本发明中水泥的质量百分含量为80～95％，例如可以是80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％或95％。

本发明对水泥没有特殊限制，可采用本领域技术人员熟知的水泥，例如可以是市售的硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥等。

优选地，所述药剂按质量百分含量由5～20％的铁粉和80～95％的水泥组成。

本发明提供的修复药剂中优选由铁粉和水泥组成，不包含现有技术常用的氧化钙、硫基化合物、粘土矿物质、磷基化合物、亚铁盐或铁盐等物质，配方和工艺简单，无二次污染。

优选地，所述药剂中铁粉的质量百分含量为7～17％。

优选地，所述水泥的质量百分含量为83～93％。

本发明提供的重金属复合污染土壤修复药剂将铁粉的含量优选控制在7～17％，在保障土壤修复达到GB3838Ⅳ类标准的基础上，能够更好地节约铁粉使用量，降低成本。

优选地，所述铁粉的粒径为-200目。

本发明中铁粉的粒径为-200目，其中，-200目是指等于小于200目的颗粒。

优选地，所述水泥为硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥。

第二方面，本发明提供一种重金属复合污染土壤修复方法，所述方法利用第一方面所述的重金属复合污染土壤修复药剂进行修复。

本发明提供的重金属复合污染土壤修复方法通过采用第一方面所述的修复药剂进行土壤修复，工艺简单，无二次污染，仅需养护5～7天，即可达到修复要求，能够很好地适用于重金属复合污染的土壤。

优选地，所述方法包括如下步骤：

(1)将铁粉和水泥混合，得到所述修复药剂；

(2)将修复药剂与待修复土壤混合；

(3)加水混匀养护，得到修复后土壤。

本发明对待修复土壤没有限制，可适用于任何受重金属污染的土壤或受多种重金属复合污染的土壤。

优选地，所述方法包括如下步骤：

(1)将铁粉和水泥混合，得到所述修复药剂；

(2)待修复土壤依次经风干、破碎、研磨和过筛；

(3)将修复药剂与过筛后的待修复土壤混合；

(4)加水搅拌混匀、养护，得到修复后土壤。

优选地，步骤(2)中所述修复药剂占待修复土壤质量的5～10％，例如可以是5％、5.2％、5.5％、5.8％、6％、6.2％、6.5％、6.8％、7％、7.2％、7.5％、7.8％、8％、8.2％、8.5％、8.8％、9％、9.2％、9.5％、9.8％或10％，优选为5.5～9％。

本发明将所述修复药剂占待修复土壤质量百分比控制在5～10％，在节约药剂的同时，能够很好地实现土壤修复效果。

优选地，将所述修复药剂与待修复土壤混合后进行搅拌。

优选地，步骤(3)中所述加水养护包括：将水加入步骤(2)中的待修复土壤中。

优选地，所述加水养护还包括搅拌均匀操作。

优选地，所述加水养护修复土壤的含水率为30～50％，例如可以是30％、32％、35％、38％、40％、42％、45％、48％或50％，优选为40～50％。

优选地，所述加水养护的时间为5～7天，例如可以是5天、5.5天、6天、6.5天或7天。

优选地，所述方法还包括对待修复土壤的预处理。

优选地，所述预处理包括：待修复土壤依次经风干、破碎、研磨和过筛以及对所述待修复土壤进行重金属总量和浸出的检测。

本发明通过对待修复土壤进行检测，得到待修复土壤中重金属总量以及浸出液重金属含量，从而根据所述待修复土壤的检测结果选择修复药剂中铁粉和水泥的质量百分含量，以及进行土壤修复时修复药剂与待修复土壤的比例，从而在更好地保障土壤修复效果。

在步骤(3)之后还包括对修复后土壤对所述待修复土壤进行重金属毒性浸出和总量分析，对修复土壤进行重金属毒性浸出分析。

优选地，所述检测包括：将修复后土壤通过粒径为3mm的筛后，进行毒性浸出实验。

作为本发明优选的技术方案，所述方法包括如下步骤：

(1)待修复土壤依次经风干、破碎、研磨和过筛后进行重金属总量和浸出检测；

(2)根据步骤(1)中检测的数据，按质量百分含量将5～20％的铁粉和80～95％的水泥混合，搅拌均匀，得到所述修复药剂；

(3)将步骤(2)得到的所述修复药剂与待修复土壤混合，搅拌均匀，其中修复药剂占待修复土壤质量的5～10％；

(4)将水加入步骤(3)中的修复土壤中，搅拌均匀，将修复土壤的含水率控制在40～50％，静置养护5～7天，得到修复后土壤；

(5)取步骤(4)中所述修复后土壤经过破碎、过3mm筛后，进行毒性浸出实验，检测重金属浸出含量。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

(1)本发明提供的重金属复合污染土壤修复药剂包括按质量百分含量包括5～20％的铁粉和80～95％的水泥，为粉剂，无液体剂，不仅成分简单而且配制工艺简便，无二次污染；

(2)本发明提供的重金属复合污染土壤修复方法能够很好地将同时含有镉、铜、镍、锌和铬(Ⅵ)等重金属复合型污染土壤稳定化，养护5～7天后即可毒性渗出浓度达到GB3838Ⅳ类标准，满足修复要求；

(3)本发明提供的重金属复合污染土壤修复方法对重金属的稳定效果好、工艺简单、成本低且无二次污染，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

一、实施例

实施例1

本实施例提供一种重金属复合污染土壤修复药剂，所述药剂按质量百分含量包括7％的铁粉和93％的硅酸盐水泥PI42.5，所述铁粉的粒径为-200目。

实施例2

本实施例提供一种重金属复合污染土壤修复药剂，所述药剂按质量百分含量包括9％的铁粉和91％的硅酸盐水泥PI42.5，所述铁粉的粒径为-200目。

实施例3

本实施例提供一种重金属复合污染土壤修复药剂，所述药剂按质量百分含量包括13％的铁粉和87％的硅酸盐水泥PI42.5，所述铁粉的粒径为-200目。

实施例4

本实施例提供一种重金属复合污染土壤修复药剂，所述药剂按质量百分含量包括17％的铁粉和83％的硅酸盐水泥PI42.5，所述铁粉的粒径为-200目。

对比例1

本对比例提供一种重金属复合污染土壤修复药剂，所述药剂仅包括铁粉，所述铁粉的粒径为-200目。

对比例2

本对比例提供一种重金属复合污染土壤修复药剂，所述药剂仅包括硅酸盐水泥PI42.5。

对比例3

本对比例提供一种重金属复合污染土壤修复药剂，所述药剂仅包括硫酸亚铁。

二、应用例和应用对比例

应用例和应用对比例实验的待修复土壤样品采自广东省某污染场地三个点位的表层，分别用样品A、样品B和样品C表示。

应用例1

本应用例提供一种利用实施例1提供的修复药剂进行重金属复合污染土壤修复的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)待修复土壤样品A依次经风干、破碎、研磨、过0.15mm和过3mm筛后，根据标准方法对土壤样品重金属的总量和毒性浸出浓度进行检测；

(2)根据步骤(1)中检测的数据，按质量百分含量将7％的铁粉和93％的硅酸盐水泥PI42.5混合，搅拌，得到所述修复药剂；

(3)将步骤(2)得到的所述修复药剂与待修复土壤混合，搅拌均匀，其中修复药剂占待修复土壤质量的百分比为7.5％；

(4)将水加入步骤(3)中的修复土壤中，搅拌均匀，将修复土壤的含水率控制在50％，静置养护5天，得到修复后土壤；

(5)取步骤(4)中所述修复后土壤经过风干、破碎、过3mm筛后，根据《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》标准，进行毒性浸出试验，检测重金属浸出含量。

应用例2

本应用例提供一种利用实施例2提供的修复药剂进行重金属复合污染土壤修复的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)待修复土壤样品A依次经风干、破碎、研磨、过0.15mm和过3mm筛后，根据标准方法对土壤样品重金属的总量和毒性浸出浓度进行检测；

(2)根据步骤(1)中检测的数据，按质量百分含量将9％的铁粉和91％的硅酸盐水泥PI42.5混合，搅拌，得到所述修复药剂；

(3)将步骤(2)得到的所述修复药剂与待修复土壤混合，搅拌均匀，其中修复药剂占待修复土壤质量的百分比为5.5％；

(4)将水加入步骤(3)中的修复土壤中，搅拌均匀，将修复土壤的含水率控制在50％，静置养护5天，得到修复后土壤；

(5)取步骤(4)中所述修复后土壤经过破碎、过3mm筛后，根据《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》标准，进行毒性浸出试验，检测重金属浸出含量。

应用例3

本应用例提供一种利用实施例3提供的修复药剂进行重金属复合污染土壤修复的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)待修复土壤样品A依次经风干、破碎、研磨、过0.15mm和过3mm筛后，根据标准方法对土壤样品重金属的总量和毒性浸出浓度进行检测；

(2)根据步骤(1)中检测的数据，按质量百分含量将13％的铁粉和87％的硅酸盐水泥PI42.5混合，搅拌，得到所述修复药剂；

(3)将步骤(2)得到的所述修复药剂与待修复土壤混合，搅拌均匀，其中修复药剂占待修复土壤质量的百分比为8％；

(4)将水加入步骤(3)中的修复土壤中，搅拌均匀，将修复土壤的含水率控制在40％，静置养护7天，得到修复后土壤；

(5)取步骤(4)中所述修复后土壤经过破碎、过3mm筛后，根据《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》标准，进行毒性浸出试验，检测重金属浸出含量。

应用例4

本应用例提供一种利用实施例4提供的修复药剂进行重金属复合污染土壤修复的方法，所述方法除将步骤(2)中按质量百分含量将17％的铁粉和83％的硅酸盐水泥PI42.5混合，其中修复药剂占待修复土壤质量的百分比为6％外，其余均与应用例3相同。

应用例5～8

应用例5～8提供一种利用修复药剂进行重金属复合污染土壤修复的方法，所述方法除将步骤(1)中的“待修复土壤样品A”替换为“待修复土壤样品B”外，其余应用例5～8均分别与应用例1～4相同。

应用例9～12

应用例9～12提供一种利用修复药剂进行重金属复合污染土壤修复的方法，所述方法除将步骤(1)中的“待修复土壤样品A”替换为“待修复土壤样品C”外，其余应用例9～12均分别与应用例1～4相同。

应用对比例1

本应用对比例提供一种利用对比例1提供的修复药剂进行重金属复合污染土壤修复的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)待修复土壤样品A依次经风干、破碎、研磨、过0.15mm和过3mm筛后，根据标准方法对土壤样品重金属的总量和毒性浸出浓度进行检测；

(2)根据步骤(1)中检测的数据，将铁粉作为修复药剂与待修复土壤混合，搅拌均匀，其中修复药剂占待修复土壤质量的百分比为0.5％；

(3)将水加入步骤(2)中的修复土壤中，搅拌均匀，将修复土壤的含水率控制在50％，静置养护5天，得到修复后土壤；

(4)取步骤(3)中所述修复后土壤经过破碎、过3mm筛后，根据《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》标准，进行毒性浸出试验，检测重金属浸出含量。

应用对比例2～6

应用对比例2～6提供一种利用对比例1提供的修复药剂进行重金属复合污染土壤修复的方法，所述方法中针对的待修复土壤以及修复药剂的用量如表2所示，其余步骤与应用对比例1相同。

应用对比例7

本应用对比例提供一种利用对比例2提供的修复药剂进行重金属复合污染土壤修复的方法，所述方法除将步骤(2)替换为如下步骤外，其余均与应用对比例1相同。步骤(2)具体如下：

(2)根据步骤(1)中检测的数据，将硅酸盐水泥PI42.5作为修复药剂与待修复土壤混合，搅拌均匀，其中修复药剂占待修复土壤质量的百分比为7％。

应用对比例8～15

应用对比例8～15提供一种利用对比例2提供的修复药剂进行重金属复合污染土壤修复的方法，所述方法中针对的待修复土壤以及修复药剂的用量如表2所示，其余步骤与应用对比例7相同。

应用对比例16

本应用对比例提供一种利用对比例3提供的修复药剂进行重金属复合污染土壤修复的方法，所述方法除将步骤(2)替换为如下步骤外，其余均与应用对比例1相同。步骤(2)具体如下：

(2)根据步骤(1)中检测的数据，将硫酸亚铁作为修复药剂与待修复土壤混合，搅拌均匀，其中修复药剂占待修复土壤质量的百分比为2％。

应用对比例17～24

应用对比例17～24提供一种利用对比例3提供的修复药剂进行重金属复合污染土壤修复的方法，所述方法中针对的待修复土壤以及修复药剂的用量如表2所示，其余步骤与应用对比例16相同。

三、测试及结果

重金属污染土壤总量的检测方法：待修复土壤样品A、B和C六价铬的总量检测根据《固体废物六价铬的测定-二苯碳酰二肼分光光度法》(GBT15555.4-1995)，六价铬以外的重金属元素按照《固体废物金属元素的测定-电感耦合等离子体发射光谱》(HJ766-2015)标准进行检测和质量控制。

重金属污染土壤原样和经药剂修复后样品的毒性浸出实验方法：根据《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ557)，进行毒性渗出实验前处理。渗出液中的重金属铜、镍和锌，根据《水质32种元素的测定-电感耦合等离子体发射光谱法》(HJ776-2015)，采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)进行检测，镉根据《水质65种元素的测定-电感耦合等离子体质谱法》(HJ700-2014)选用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)进行检测，而渗出液中的六价铬的浓度根据《固体废物六价铬的测定-二苯碳酰二肼分光光度法》(GBT15555.4-1995)，采用二苯碳酰二肼分光光度法进行测定(需在24h内进行渗出液中六价铬含量的测定)。

测得重金属浸出含量，对比《地表水环境质量标准》(GB3838)的Ⅳ类标准，判断稳定化后土壤是否满足渗出毒性指标。

待修复土壤样品A、样品B和样品C修复前重金属的总量检测及浸出检测结果如表1所示。

表1

应用例和应用对比例对待修复土壤样品A、样品B和样品C修复后的浸出液重金属浓度结果如表2所示。

表2

从表2可以看出如下几点：

(1)综合应用例1～12可知，本申请通过采用铁粉与水泥复配得到的土壤修复药剂能够适用于镉、铜、镍、锌和铬(VI)复合污染的土壤，针对不同土壤样品如样品A、样品B和样品C均能达到较好的修复效果，修复后浸出金属含量均满足GB3838Ⅳ类标准要求，且修复后土壤浸出液的pH值在7.06～7.44之间，呈中性，无二次污染；

(2)综合应用对比例1～6可知，当仅用铁粉进行土壤修复，不仅修复后土壤浸出液的pH值在4.78～5.24之间，导致土壤酸化，而且修复后土壤浸出液中镉、铜、镍和锌没有达到GB3838Ⅳ类标准中镉≤0.005mg/L、铜≤1mg/L、镍≤0.02mg/L以及锌≤2mg/L的要求；综合应用对比例7～15可知，仅采用硅酸盐水泥进行修复，不同土壤样品中的铬(VI)浸出浓度一般都高于GB3838Ⅳ类标准值，难以达到修复要求。因此，综合应用例1～12和应用对比例1～15可表明，本申请通过将铁粉与硅酸盐复配使用，能够同时修复镉、铜、镍、锌和铬(VI)复合污染的土壤，满足修复要求；

(3)综合应用对比例1～6和应用对比例16～24可知，应用对比例1～6采用铁粉进行土壤修复，较应用对比例16～24采用硫酸亚铁进行土壤修复而言，应用对比例1～6的修复后土壤中镉、铜、镍和锌的浸出量均比应用对比例16～24的低，且其修复后土壤浸出液的pH最低为4.78，而应用对比例16～24中修复后土壤浸出液的pH最低为3.37，由此表明，铁粉相对硫酸亚铁而言能够对镉、铜、镍和锌有更好地修复效果，且修复后土壤的浸出液pH高。

综上所述，本申请采用按质量百分含量包括5～20％的铁粉和80～95％的水泥的药剂作镉、铜、镍、锌和铬(VI)复合污染土壤的修复药剂，配方简单，修复工艺操作简便，无二次污染且能够实现重金属复合型污染土壤稳定化，毒性渗出浓度达到GB3838Ⅳ类标准，满足修复要求。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种重金属复合污染土壤修复药剂，其特征在于，所述药剂按质量百分含量包括5～20％的铁粉和80～95％的水泥。

2.根据权利要求1所述的药剂，其特征在于，所述药剂中铁粉的质量百分含量为7～17％；

优选地，所述水泥的质量百分含量为83～93％。

3.根据权利要求1或2所述的药剂，其特征在于，所述铁粉的粒径为-200目；

优选地，所述水泥为硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥。

4.一种重金属复合污染土壤修复方法，其特征在于，所述方法利用权利要求1～3任一项所述的重金属复合污染土壤修复药剂进行修复。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将铁粉和水泥混合，得到所述修复药剂；

(2)将修复药剂与待修复土壤混合；

(3)加水搅拌混匀、养护，得到修复后土壤。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述修复药剂占待修复土壤质量的5～10％，优选占5.5～9％。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述加水养护包括：将水加入步骤(2)中的待修复土壤中；

优选地，所述加水养护还包括搅拌均匀操作；

优选地，所述加水养护修复土壤的含水率为30～50％，优选为40～50％；

优选地，所述加水养护的时间为5～7天。

8.根据权利要求5～7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对待修复土壤的预处理；

所述预处理包括：待修复土壤依次经风干、破碎、研磨和过筛，以及对所述待修复土壤进行重金属总量和浸出的检测。

9.根据权利要求5～8任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(3)之后还包括对修复后的土壤进行重金属浸出检测。

10.根据权利要求5～9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)待修复土壤依次经风干、破碎、研磨和过筛后进行重金属总量和浸出检测；

(2)根据步骤(1)中检测的数据，按质量百分含量将5～20％的铁粉和80～95％的水泥混合，搅拌均匀，得到所述修复药剂；

(3)将步骤(2)得到的所述修复药剂与待修复土壤混合，搅拌均匀，其中修复药剂占待修复土壤质量的5～10％；

(4)将水加入步骤(3)中的修复土壤中，搅拌均匀，将修复土壤的含水率控制在40～50％，静置养护5～7天，得到修复后土壤；

(5)取步骤(4)中所述修复后土壤经过破碎、过3mm筛后，进行毒性浸出实验，检测重金属浸出含量。