CN113634589A - 一种利用铁炭基材料对复合污染土壤的联合修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用铁炭基材料对复合污染土壤的联合修复方法，涉及土壤修复技术领域，包括以下步骤：S1、制备铁碳基材料作为土壤修复剂；S2、制备土壤改良剂；S3、测定污染土壤pH值、重金属及其他污染物含量；S4、将污染土壤通过松土器械进行松动，挖出网格状沟槽，在网格状沟槽内依次交错地均匀铺洒土壤修复剂和土壤改良剂；S6、将网格状的沟槽填满，并再在污染土壤的表面覆盖一层粉末状的土壤改良剂。本发明对污染土壤兼具修复与改良效果，且修复效果彻底；同时，制备的纳米形式存在的铁炭基材料的比表面积大，反应效果良好，能对污染土壤的底层土壤进行修复，且土壤结构不会受到破坏；且该修复方法操作简单，成本低廉。

Description

一种利用铁炭基材料对复合污染土壤的联合修复方法
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域，更具体地说，它涉及一种利用铁炭基材料对复合污染土壤的联合修复方法。
背景技术
长期以来，由于我国经济发展方式粗放，产业结构和布局不合理，污染物排放总量居高不下，部分地区土壤污染严重。良好的土壤环境是农产品安全的首要保障，是人居环境健康的重要基础，土壤一旦受到污染，会直接影响农作物，污染物还会对地表水和地下水形成二次污染，并通过饮用水或土壤－植物系统，经由食物链进入人体，直接危及人体健康。因此，对受到污染的土壤进行修复，是当前土壤环境中至关重要的课题。
土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。现有技术中对于土壤的修复主要采用生物修复、物理修复和化学氧化修复等方式。生物修复主要是利用植物、动物或者微生物在内的特点生物种类，在特定的条件下对污染物进行生物降解，其修复效果局限于周边环境因素，修复周期较长；物理修复技术主要是采用各种不同的物理过程间土壤中的污染物去除的技术，主要有蒸汽抽提法、固化稳定法、超临界流体萃取法、热脱附法等，其普遍存在能耗高和成本高的缺点，且还易破坏土壤结构或者不能彻底解决问题；化学氧化修复技术主要是通过向土壤中添加氧化剂，氧化降解土壤中的有机污染物，实现对有机污染土壤的修复，其也易破坏土壤结构与组成，甚至易导致土壤的二次污染。
上述现有的土壤修复方法均存在着明显的缺陷，尤其是针对于复合污染的土壤的修复，其易造成对土壤修复效果不彻底，底层土壤难以完全修复，土壤结构遭受破坏的情况，且修复成本高。因此，本发明旨在设计提供一种利用铁炭基材料对复合污染土壤的联合修复方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对于解决上述技术问题，提供一种利用铁炭基材料对复合污染土壤的联合修复方法，本发明的方法通过土壤修复剂和土壤改良剂对污染土壤进行修复，对污染土壤兼具修复与改良效果，使得对土壤修复效果彻底；同时，利用铁炭基材料作为土壤修复剂，该铁炭基材料以纳米形式存在，其比表面积大，反应效果良好，能对污染土壤的底层土壤进行修复，且土壤结构不会受到破坏，适用于复合污染土壤的修复；且该修复方法操作简单，成本低廉。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种利用铁炭基材料对复合污染土壤的联合修复方法，具体包括以下步骤：
S1、铁碳基材料的制备，将二价铁盐水溶液与单层碳纳米管均匀混合,得混合物；然后将还原剂乙醇溶液滴加至混合物中，搅拌35min，并采用超纯水冲洗3-5遍，离心，得固体物质；将固体物质加入至 250ml质量浓度为95％的壳聚糖醋酸溶液中，并持续搅拌，混合均匀，分离，制成直径2-3cm的颗粒，得铁碳基材料，并将制得的铁碳基材料预作为土壤修复剂；
S2、制备土壤改良剂，按比例将5-10份生石灰粉、3-8份碳酸氢钠、2-8份赤铁矿渣、8-15份植物秸秆碎和6-14份橙子皮投入至混合机中混合均匀，并将混合均匀物制成粉末状，即制得粉末状的土壤改良剂；
S3、取受污染的土壤样品，对其进行pH值、重金属含量及其他污染物含量测定；
S4、根据步骤S3中的测定，确定土壤修复剂和土壤改良剂的使用量；将污染土壤通过松土器械松动，并挖出网格状沟槽，在网格状沟槽内均匀铺洒步骤S1中所述的土壤修复剂，形成土壤修复剂层；
S5、将步骤S2中所述的土壤改良剂均匀洒在沟槽中的土壤修复剂层上，形成土壤改良层，并在所形成的土壤改良层上，继续平铺新一轮的土壤修复剂，紧接着再将土壤改良剂均匀洒在所述新一轮的土壤修复剂层上；
S6、将网格状的沟槽填满，并再在污染土壤的表面覆盖一层粉末状的土壤改良剂。
进一步地，步骤S1中二价铁盐水溶液的体积为100-170mL，浓度为0.02-0.07M；单层碳纳米管的质量为1.0-2.5g。
进一步地，步骤1中所述的还原剂乙醇溶液为0.03-0.06M，且所述还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾。
进一步地，步骤S1中所述单层碳纳米管内径为4-9nm。
进一步地，步骤S1中二价铁盐水溶液与单层碳纳米管在氮气环境中均匀混合。
进一步地，步骤S4中所述的网格状沟槽的深度为10-20cm。
进一步地，步骤S4和步骤S5中土壤修复剂的厚度大于土壤改良层的厚度。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明的方法通过土壤修复剂和土壤改良剂对污染土壤进行修复，对污染土壤兼具修复与改良效果，使得对土壤修复效果彻底；
2、本发明的方法中，利用制备的铁炭基材料作为土壤修复剂，该铁炭基材料以纳米形式存在，其比表面积大，反应效果良好，能对污染土壤的底层土壤进行修复，且土壤结构不会受到破坏，适用于复合污染土壤的修复；
3、本发明的方法中，对污染土壤设置网格状沟槽，并将土壤修复剂和土壤改良剂依次交错铺洒与沟槽中，在网格状形成交错叠加的土壤修复层和土壤改良层，便于污染土壤内层充分与土壤修复剂和土壤改良剂接触，便于多种修复物质联合对污染土壤进行全面修复，增强修复效果；
4、本发明的土壤修复方法操作简单，成本低廉。
附图说明
图1是本发明实施例1中的流程图；
图2是本发明实施例1中土壤修复剂和土壤改良剂在土壤中分布剖视图；
图3是本发明实施例1中网格状沟槽俯视图。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本发明作进一步详细说明。
实施例1：基于铁炭基修复材料-改良剂联用复合污染土壤修改方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、铁碳基材料的制备，将体积为100-170mL，浓度为0.02-0.07M 的二价铁盐水溶液与1.0-2.5g单层碳纳米管均匀混合,得混合物。然后将还原剂乙醇溶液滴加至混合物中，搅拌35min，并采用超纯水冲洗3-5遍，离心，得固体物质。将固体物质加入至250ml质量浓度为 95％的壳聚糖醋酸溶液中(壳聚糖为粘度为500～800mPa·s，脱乙酰度90％)，并持续搅拌，混合均匀，分离，制成直径2-3cm的颗粒，得铁碳基材料，并将制得的铁碳基材料预作为土壤修复剂。
S2、制备土壤改良剂，按比例将5份生石灰粉、3份碳酸氢钠、 2份赤铁矿渣、8份植物秸秆碎和6份橙子皮投入至混合机中混合均匀，并将混合均匀物制成粉末状，即制得粉末状的土壤改良剂。
S3、取受污染的土壤样品，对其进行pH值、重金属含量及其他污染物含量测定。
S4、根据步骤S3中的测定，确定土壤修复剂和土壤改良剂的使用量。将污染土壤通过松土器械松动，并挖出深度为10-20cm的网格状沟槽(如图3所示)，在网格状沟槽内均匀铺洒步骤S1中的土壤修复剂，形成土壤修复剂层。
S5、将步骤S2中的土壤改良剂均匀洒在沟槽中的土壤修复剂层上，形成土壤改良层，并在所形成的土壤改良层上，继续平铺新一轮的土壤修复剂，紧接着再将土壤改良剂均匀洒在新一轮的土壤修复剂层上(如图2所示)。
S6、将网格状的沟槽填满，并再在污染土壤的表面覆盖一层粉末状的土壤改良剂。
其中，步骤1中的还原剂乙醇溶液为0.03-0.06M，且还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾。
其中，步骤S1中单层碳纳米管内径为5nm。
其中，步骤S1中二价铁盐水溶液与单层碳纳米管在氮气环境中均匀混合。
其中，步骤S4和步骤S5中土壤修复剂的厚度大于土壤改良层的厚度。
在本实施例中，壳聚糖的粘度为500～800mPa·s，脱乙酰度为 90％。
实施例2：基于铁炭基修复材料-改良剂联用复合污染土壤修改方法，包括以下步骤：
S1、铁碳基材料的制备，将体积为170mL，浓度为0.02-0.07M 的二价铁盐水溶液与1.0-2.5g单层碳纳米管均匀混合,得混合物。然后将还原剂乙醇溶液滴加至混合物中，搅拌35min，并采用超纯水冲洗3-5遍，离心，得固体物质。将固体物质加入至250ml质量浓度为95％的壳聚糖醋酸溶液中，并持续搅拌，混合均匀，分离，制成直径 2cm的颗粒，得铁碳基材料，并将制得的铁碳基材料预作为土壤修复剂。
S2、制备土壤改良剂，按比例将10份生石灰粉、8份碳酸氢钠、8份赤铁矿渣、15份植物秸秆碎和14份橙子皮投入至混合机中混合均匀，并将混合均匀物制成粉末状，即制得粉末状的土壤改良剂。
S3、取受污染的土壤样品，对其进行pH值、重金属含量及其他污染物含量测定。
S4、根据步骤S3中的测定，确定土壤修复剂和土壤改良剂的使用量。将污染土壤通过松土器械松动，并挖出深度为15cm的网格状沟槽，网格状沟槽的宽度为5-8cm，在网格状沟槽内均匀铺洒步骤S1 中的土壤修复剂，形成土壤修复剂层。
S5、将步骤S2中的土壤改良剂均匀洒在沟槽中的土壤修复剂层上，形成土壤改良层，并在所形成的土壤改良层上，继续平铺新一轮的土壤修复剂，紧接着再将土壤改良剂均匀洒在新一轮的土壤修复剂层上。
S6、将网格状的沟槽填满，并再在污染土壤的表面覆盖一层粉末状的土壤改良剂。
其中，步骤1中的还原剂乙醇溶液为0.03-0.06M，且还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾。
其中，步骤S1中单层碳纳米管内径为5nm。
其中，步骤S1中二价铁盐水溶液与单层碳纳米管在氮气环境中均匀混合。
其中，步骤S4和步骤S5中土壤修复剂的厚度大于土壤改良层的厚度。
在本发明的上述实施例中，本发明的土壤修复方法同时利用土壤修复剂和土壤改良剂对污染土壤进行修复，对污染土壤兼具修复与改良效果，使得对土壤修复效果彻底。并且，本发明利用制备的铁炭基材料作为土壤修复剂，且该铁炭基材料以纳米形式存在，其比表面积大，反应效果良好，能对污染土壤的底层土壤进行修复，且土壤结构不会受到破坏，适用于复合污染土壤的修复。同时，本发明对污染土壤设置网格状沟槽，并将土壤修复剂和土壤改良剂依次交错铺洒与沟槽中，在网格状形成交错叠加的土壤修复层和土壤改良层，便于污染土壤内层充分与土壤修复剂和土壤改良剂接触，便于多种修复物质联合对污染土壤进行全面修复，增强修复效果。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种利用铁炭基材料对复合污染土壤的联合修复方法，其特征是：具体包括以下步骤：
S1、铁碳基材料的制备，将二价铁盐水溶液与单层碳纳米管均匀混合,得混合物；然后将还原剂乙醇溶液滴加至混合物中，搅拌35min，并采用超纯水冲洗3-5遍，离心，得固体物质；将固体物质加入至250ml质量浓度为95％的壳聚糖醋酸溶液中，并持续搅拌，混合均匀，分离，制成直径2-3cm的颗粒，得铁碳基材料，并将制得的铁碳基材料预作为土壤修复剂；
S2、土壤改良剂的制备，按比例将5-10份生石灰粉、3-8份碳酸氢钠、2-8份赤铁矿渣、8-15份植物秸秆碎和6-14份橙子皮投入至混合机中混合均匀，并将混合均匀物制成粉末状，即制得粉末状的土壤改良剂；
S3、土壤样品受污染情况摸底：取受污染的土壤样品，对其进行pH值、重金属含量及其他污染物含量测定；
S4、根据步骤S3中的测定，确定土壤修复剂和土壤改良剂的使用量；将污染土壤通过松土器械松动，并挖出网格状沟槽，在网格状沟槽内均匀铺洒步骤S1中所述的土壤修复剂，形成土壤修复剂层；
S5、将步骤S2中所述的土壤改良剂均匀洒在沟槽中的土壤修复剂层上，形成土壤改良层，并在所形成的土壤改良层上，继续平铺新一轮的土壤修复剂，紧接着再将土壤改良剂均匀洒在所述新一轮的土壤修复剂层上；
S6、将网格状的沟槽填满，并再在污染土壤的表面覆盖一层粉末状的土壤改良剂。
2.根据权利要求1所述的一种利用铁炭基材料对复合污染土壤的联合修复方法，其特征是：步骤S1中二价铁盐水溶液的体积为100-170mL，浓度为0.02-0.07M；单层碳纳米管的质量为1.0-2.5g。
3.根据权利要求1所述的一种利用铁炭基材料对复合污染土壤的联合修复方法，其特征是：步骤1中所述的还原剂乙醇溶液为0.03-0.06M，且所述还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾。
4.根据权利要求1所述的一种利用铁炭基材料对复合污染土壤的联合修复方法，其特征是：步骤S1中所述单层碳纳米管内径为4-9nm。
5.根据权利要求1所述的一种利用铁炭基材料对复合污染土壤的联合修复方法，其特征是：步骤S1中二价铁盐水溶液与单层碳纳米管在氮气环境中均匀混合。
6.根据权利要求1所述的一种利用铁炭基材料对复合污染土壤的联合修复方法，其特征是：步骤S4中所述的网格状沟槽的深度为10-20cm。
7.根据权利要求1所述的一种利用铁炭基材料对复合污染土壤的联合修复方法，其特征是：步骤S4和步骤S5中土壤修复剂的厚度大于土壤改良层的厚度。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106001599A (zh) * 2016-05-27 2016-10-12 浙江工业大学 多壁碳纳米管/纳米级双金属零价铁复合材料的制备方法
CN106044921A (zh) * 2016-06-20 2016-10-26 昆明理工大学 一种碳球负载纳米零价铁复合材料的制备方法及其应用
CN107138518A (zh) * 2017-07-06 2017-09-08 爱土工程环境科技有限公司 一种六价铬污染土壤原位注射修复方法
CN109127723A (zh) * 2018-12-01 2019-01-04 黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所 利用秸秆对复合污染土壤的联合修复方法
CN109592748A (zh) * 2018-11-30 2019-04-09 天津城建大学 一种铁碳复合材料及制备方法
CN110116127A (zh) * 2019-05-20 2019-08-13 淮阴工学院 一种基于改性凹土的土壤修复方法
US20210060522A1 (en) * 2018-01-08 2021-03-04 Virginia Commonwealth University Graphene-based materials for the efficient removal of pollutants from water

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106001599A (zh) * 2016-05-27 2016-10-12 浙江工业大学 多壁碳纳米管/纳米级双金属零价铁复合材料的制备方法
CN106044921A (zh) * 2016-06-20 2016-10-26 昆明理工大学 一种碳球负载纳米零价铁复合材料的制备方法及其应用
CN107138518A (zh) * 2017-07-06 2017-09-08 爱土工程环境科技有限公司 一种六价铬污染土壤原位注射修复方法
US20210060522A1 (en) * 2018-01-08 2021-03-04 Virginia Commonwealth University Graphene-based materials for the efficient removal of pollutants from water
CN109592748A (zh) * 2018-11-30 2019-04-09 天津城建大学 一种铁碳复合材料及制备方法
CN109127723A (zh) * 2018-12-01 2019-01-04 黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所 利用秸秆对复合污染土壤的联合修复方法
CN110116127A (zh) * 2019-05-20 2019-08-13 淮阴工学院 一种基于改性凹土的土壤修复方法

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