CN114133931A - 一种用于重金属污染粘土的修复药剂及其制备方法与应用 - Google Patents
一种用于重金属污染粘土的修复药剂及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114133931A CN114133931A CN202111259207.7A CN202111259207A CN114133931A CN 114133931 A CN114133931 A CN 114133931A CN 202111259207 A CN202111259207 A CN 202111259207A CN 114133931 A CN114133931 A CN 114133931A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soil
- heavy metal
- modified
- agent
- repairing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 69
- 239000004927 clay Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 97
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 66
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000005067 remediation Methods 0.000 claims abstract description 49
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims abstract description 33
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical class O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 24
- -1 iron modified zeolite Chemical class 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- KMQAPZBMEMMKSS-UHFFFAOYSA-K calcium;magnesium;phosphate Chemical compound [Mg+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O KMQAPZBMEMMKSS-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 5
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 claims description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 claims description 4
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L calcium bis(dihydrogenphosphate) Chemical compound [Ca+2].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 claims description 4
- 235000019691 monocalcium phosphate Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 4
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 claims description 3
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 claims description 3
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 3
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 18
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 abstract description 7
- 230000035558 fertility Effects 0.000 abstract description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 20
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 9
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 8
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 8
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 4
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 4
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 3
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 3
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- ZODDGFAZWTZOSI-UHFFFAOYSA-N nitric acid;sulfuric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O.OS(O)(=O)=O ZODDGFAZWTZOSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K Arsenate3- Chemical compound [O-][As]([O-])([O-])=O DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000282994 Cervidae Species 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 description 1
- 229940000489 arsenate Drugs 0.000 description 1
- AQLMHYSWFMLWBS-UHFFFAOYSA-N arsenite(1-) Chemical compound O[As](O)[O-] AQLMHYSWFMLWBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 239000003256 environmental substance Substances 0.000 description 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical group [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006174 pH buffer Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/02—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
- C09K17/08—Aluminium compounds, e.g. aluminium hydroxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
- C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
- C05G3/80—Soil conditioners
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明属于土壤修复技术领域，具体提供了一种用于重金属污染粘土的修复药剂及其制备方法与应用，通过采用改性沸石、肥料和改性生物炭粉作为原料，并控制其使用比例，使得三者产生协同作用，能对重金属污染土壤产生良好的修复效果，降低土壤中重金属生物有效性，将其矿化，同时还能改善土壤结构，具有培肥、增产作用，达到修复与培肥一体的效果；此外，本发明提供的这中修复药剂的pH值呈中性，可大幅提高土壤pH缓冲容量，相比较于其它强碱性修复药剂，应用范围更广泛，能够适用于酸性、中性、碱性污染土壤的修复；该修复药剂具有环境友好、来源广泛、添加量低、成本低廉、稳定化高效、不影响农业生产且制备简易的优点，适于大批量使用。
Description
技术领域
本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种用于重金属污染粘 土的修复药剂及其制备方法与应用。
背景技术
土壤是人类社会生产活动的重要物质基础，是不可缺少、难以再 生的自然资源因此必须对土壤污染的预防和污染土壤修复予以高度 重视。经过十多年来全球范围的研究与应用，目前形成的主流土壤修 复技术包括生物修复、物理修复、化学修复及其联合修复技术。其中， 环境化学修复技术相对于其他修复技术而言发展较早，也相对成熟， 主要包括固化/稳定化技术、淋洗技术、氧化还原技术、光催化降解 技术和电动力学修复等。其中，固化/稳定化技术是一种快捷、积极， 对污染物类型和浓度不是很敏感的修复方式，通过向污染土壤中添加 固化剂/稳定化剂，经充分混合，使其与污染介质、污染物发生反应， 将污染土壤固封为结构完整的具有低渗透性的固化体；或将污染物 转化成化学性质不活泼的形态，使污染物在环境中的浸出毒性、溶解 性和迁移性降至最低，并确保反应产物的机械稳定性。
目前，用于重金属污染处理的修复药剂大多为碱性药剂，主要有 熟石灰、生石灰、粘土矿物等。将碱性药剂施用到污染场地当中，可 大幅提高土壤的pH，进而使重金属物质发生氧化反应，形成稳定化 的金属氢氧化物沉淀。结合行业经验来看，碱性药剂适用于除砷酸根、 亚砷酸根、六价铬以外的大多数重金属污染场地，并可在短时间内达 成显著的污染治理效果。但在选择碱性药剂进行重金属污染场地处理 时应注意，铅和锌属于两性金属，土壤环境中酸碱度过低或过高都会 使其变为溶解态，进而强化金属污染的沉降作用。因此，在应用碱性 药剂时，必须要控制好碱性药剂的施用量级，以免土壤酸碱度超过铅、锌的稳态区间，导致药剂处理的低效化甚至无效化。
总体来说，目前已有的砷、铬、六价铬、镉、铅等复合污染土壤 修复药剂都存在一定的局限性，比如使用区域受限、针对土壤污染情 况单一、添加量大、成本高、工艺繁琐、破坏土壤结构等。因此，有 必要研发一种高效、简单且应用范围较广，同时对土壤环境友好的复 合修复药剂。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中土壤修复药剂的局限性。
为此，本发明提供了一种用于重金属污染粘土的修复药剂，包括： 按重量份数计为19-27份的改性沸石粉、33-40份的肥料和33-48份 的改性生物炭粉。
具体的，上述改性沸石粉为铁改性沸石粉；所述铁改性沸石粉包 括铁盐改性沸石粉、零价铁改性沸石粉中的至少一种。
具体的，上述铁改性沸石粉中铁的质量百分数为27-35％。
具体的，上述肥料包括钙镁磷肥、过磷酸钙、腐殖酸中的至少一 种。
具体的，上述肥料为有效磷P2O5≥12.0％的钙镁磷肥。
具体的，上述改性生物炭粉包括酸改性生物炭粉、零价铁改性生 物炭粉、铁离子改性生物炭粉中的至少一种；生物炭包括竹炭、锯末 炭、稻壳炭、椰壳炭、棕榈丝炭中的至少一种。
本发明还提供了上述用于重金属污染粘土的修复药剂的制备方 法，包括以下步骤：按重量份数称取改性沸石粉、肥料和改性生物炭 粉作为原料，将三种原料混合均匀后进行研磨，研磨后过筛得到用于 重金属污染粘土的修复药剂。
具体的，上述三种原料混合研磨后过20-80目筛。
本发明还提供了一种重金属污染粘土的修复方法，包括以下步 骤：
(1)制备上述任意一项所述的用于重金属污染粘土的修复药剂， 备用；
(2)对污染土壤进行预处理，降低土壤水分并使土壤分散；
(3)向预处理后的污染土壤中添加步骤(1)中制备的修复药剂， 并将土壤与修复药剂充分搅拌混匀；
(4)对添加修复药剂后的污染土壤进行筛分、洒水和养护，养 护过程中土壤水分含量控制在30-35％，养护5-7天。
具体的，上述步骤(3)中修复药剂的添加量为污染土壤质量的 1.0-3.0％。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明提供的这种用于重金属污染粘土的修复药剂通过采用改 性沸石、肥料和改性生物炭粉作为原料，并控制其使用比例，使得三 者产生协同作用，能够对重金属污染土壤产生良好的修复效果，降低 土壤中重金属生物有效性，将其矿化，同时还能改善土壤结构，具有 培肥、增产作用，达到修复与培肥一体的效果；此外，本发明提供的 这种修复药剂的pH值呈中性，可大幅提高土壤pH缓冲容量，相比 较于其它强碱性修复药剂，应用范围更广泛，能够适用于酸性、中性、 碱性污染土壤的修复；该修复药剂的组成成分均是被国家认可的可作 为肥料施用于耕地的物质，具有环境友好、来源广泛、添加量低、成 本低廉、稳定化高效、不影响农业生产且制备简易的优点，适于大批 量使用。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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。尽管已经详细描述了本发明的代表性实施例，但是本发明 所属技术领域的普通技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下 可以对本发明进行各种修改和改变。因此，本发明的范围不应局限于 实施方案，而应由所附权利要求及其等同物来限定。
本发明提供了一种用于重金属污染粘土的修复药剂，其特征在 于，包括：按重量份数计为19-27份的改性沸石粉、33-40份的肥料 和33-48份的改性生物炭粉，优选地，包括21-25份改性沸石粉、35-38 份肥料和37-44份改性生物炭粉。该修复药剂可用于砷、六价铬、镉、 铅等复合型重金属污染。
其中，改性沸石粉为铁改性沸石粉，所述铁改性沸石粉包括铁盐 改性沸石粉、零价铁改性沸石粉中的至少一种，优选地，所述铁盐为 硫酸亚铁，所述零价铁为微米级零价铁，铁改性沸石粉中铁的质量百 分数为27-35％；所述肥料包括钙镁磷肥、过磷酸钙、腐殖酸中的至 少一种，优选为有效磷P2O5≥12.0％的钙镁磷肥；所述改性生物炭包 括酸改性生物炭粉、零价铁改性生物炭粉、铁离子改性生物炭粉中的 至少一种，生物炭包括竹炭、锯末炭、稻壳炭、椰壳炭、棕榈丝炭中 的至少一种，改性生物炭优选为为微米零价铁改性棕榈丝生物炭粉。
本发明还提供了上述用于重金属污染粘土的修复药剂的制备方 法：按重量份数称取改性沸石粉、肥料和改性生物炭粉，将三者混合 均匀后进行研磨，研磨后过20-80目筛，优选为过60目筛，得到用 于重金属污染粘土的修复药剂。
本发明还提供了一种重金属污染粘土的修复方法，包括以下步 骤：
(1)制备上述用于重金属污染粘土的修复药剂，备用；
(2)对污染土壤进行预处理，降低土壤水分并使土壤分散；
(3)向预处理后的污染土壤中添加步骤(1)中制备的修复药剂， 并将土壤与修复药剂充分搅拌混匀；
其中，修复药剂的添加量为污染土壤质量的1.0-3.0％，优选为 2.0％；
(4)对添加修复药剂后的污染土壤进行筛分、洒水和养护，养 护过程中土壤水分含量控制在30-35％，养护5-7天。
下面通过具体实施例对本发明的用于重金属污染粘土的修复药 剂的效果进行研究。
实施例1：
本实施例进行了不同配比情况下重金属污染粘土修复药剂修复 效果的研究。
选择温州市某处原址为某电镀基地的重金属污染场地作为修复 对象，由于过去在储存与生产过程中的控制措施不足，对该场地造成 了以砷、六价铬及铅为主的重金属污染。
该场地的重金属含量以及治理目标值见表1，土壤的浸出方法参 照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)进 行。
表1某场地内重金属的含量以及治理目标值
对上述重金属污染场地进行修复，修复方法如下：
(1)制备修复药剂：按照表2的配比分别称取原料，原料混合 均匀后进行研磨，研磨后过60目筛得到实验组1-3和对照组1-3的修 复药剂；
(2)土壤预处理：由于该场地污染土壤粘性较大，不容易分散， 先添加少量生石灰降低水分并使土壤分散后进行筛分和破碎，剔除大 块石头，将预处理好的污染土壤均分为六组进行实验；
(3)修复药剂混合：按照2.0％的质量向六组预处理后的污染土 壤中分别添加各实验组和对照组的修复药剂，将经预处理后散状土壤 与药剂混匀搅拌；
(4)对添加修复药剂后的污染土壤进行筛分、洒水和养护，养 护过程中土壤水分含量控制在30～35％，养护5天。
表2各修复药剂组分表
表2中，改性沸石粉为铁质量百分数为27％的铁改性沸石粉；肥 料为有效磷P2O5≥12.0％的钙镁磷肥；改性生物炭粉为微米零价铁改 性棕榈丝生物炭粉。
由检测单位对六组养护后土壤进行采样检测，检测结果如表3所 示。
表3重金属污染粘土修复结果
*ND表示未检出。
由表3可知，经实验组1-3提供的修复药剂修复后的土壤中砷、 六价铬、铅浸出含量均低于检测限，满足治理目标要求，三组修复效 果均优于对照组1-3，但每组取得的效果不相同，其中实验组1取得 的技术效果最好，表明本发明提供的修复药剂通过采用改性沸石、肥 料和改性生物炭为原料，并控制其使用比例，使得三者产生协同作用， 对重金属污染土壤具有良好的修复效果，降低土壤中重金属生物有效 性。
实施例2：
本实施例提供了一种用于重金属污染粘土的修复药剂，包括：19 份铁改性沸石粉、35份腐殖酸以及48份铁改性生物炭粉；其中，铁 改性沸石粉中铁质量百分数为35％；改性生物炭为微米零价铁改性竹 炭粉。
按上述重量份数称取三种原料混合均匀后进行研磨，研磨后过 80目筛得到本实施例的修复药剂。
选择温州市鹿城区某处原址为制革基地的重金属污染场地作为 修复对象，由于过去在储存与生产过程中的控制措施不足，对所在场 地造成了以砷、六价铬及铬为主的重金属污染。
该场地的重金属含量以及治理目标值见表4，土壤的浸出方法参 照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)进 行。表2某场地内重金属污染物的含量以及治理目标值
采用本实施例提供的修复药剂及3种市售重金属修复药剂对上 述重金属污染场地进行修复，其中，市售药剂1的主要成为煅烧黏土 矿物(白云石)，市售药剂2的主要成为多孔陶瓷吸附材料，市售药 剂3的主要成为改性黏土矿物(海泡石)。
修复方法如下：
(1)土壤预处理：由于该场地污染土壤粘性较大，不容易分散， 先添加少量生石灰降低水分并使土壤分散后进行筛分和破碎，剔除大 块石头，将预处理好的污染土壤均分为四组进行实验；
(2)修复药剂混合：按照2.0％的质量向四组预处理后的污染土 壤中分别添加本实施例修复药剂和市售修复药剂，将经预处理后散状 土壤与药剂混匀搅拌，次数为3次；
(3)对添加修复药剂后的污染土壤进行筛分、洒水和养护，养 护过程中土壤水分含量控制在30～35％，养护5天。
(4)采集四组养护后土壤样品，送往第三方实验室进行检测， 结果如表5所示。
表5某场地内重金属污染物的含量以及治理目标值
| 砷 | 六价铬 | 铬 | pH | |
| 治理目标 | 0.05 | 0.1 | 0.1 | |
| 初始值 | 0.13 | 0.36 | 0.57 | 7.5 |
| 实施例2修复药剂 | ND | ND | ND | 7.6 |
| 市售药剂1 | ND | 0.04 | 0.35 | 8.7 |
| 市售药剂2 | ND | 0.02 | 0.28 | 8.5 |
| 市售药剂3 | ND | 0.03 | 0.36 | 9.3 |
*ND表示未检出。
对比试验结果可知，仅使用本实施例提供的修复药剂修复后的土 壤能够满足治理目标要求；原因在于，3种市售修复药剂的pH均大 于10.0，为强碱性修复药剂，该类修复药剂适用南方地区偏酸性土壤 的治理；本实施例提供的修复药剂pH呈中性，能显著提高土壤pH 缓冲容量。在治理粘性较大的重金属污染土壤时，为了使土壤分散， 需添加生石灰进行预处理；此后若采用强碱性修复药剂(其主要作用 机理为调节土壤pH)，药剂处理会呈低效化甚至无效化。
实施例3：
本实施例提供了一种用于重金属污染粘土的修复药剂，包括：27 份铁改性沸石粉、40份过磷酸钙以及33份铁改性生物炭粉；其中， 铁改性沸石粉中铁质量百分数为35％；改性生物炭为微米零价铁改性 锯末炭粉。
按上述重量份数称取三种原料混合均匀后进行研磨，研磨后过 40目筛得到本实施例的修复药剂。
选择唐山市曹妃甸某农田作为修复对象，采用本实施例提供的修 复药剂进行修复。
表6供试土壤基本理化性质
| 参数 | 数值 |
| pH | 7.84 |
| CEC(cmol/kg) | 10.5 |
| Organic Carbon(g/kg) | 18.3 |
| Organic Matter(g/kg) | 36.4 |
| CrTOT(mg/kg) | 136±25 |
首先在污染农田里蓄水，水面比土壤略高，浸泡2天后进行机械 翻耕，深度为30cm；机械施撒本实施例提供的修复药剂后采用机械 翻耕2遍，使其与耕层土壤充分混匀；对添加修复药剂后的污染土壤 进行筛分、洒水和养护，由检测单位对养护后土壤采样送检。
表7供试土壤重金属形态分布
表8投加0.5％的修复药剂反应4周后土壤重金属形态分布
表9投加0.5％的修复药剂反应12周后土壤重金属形态分布
检测结果表明，经本发明提供的修复药剂钝化修复后，耕地中重 金属砷、镉及铅的交换态及碳酸盐结合态占比逐渐降低，即重金属砷、 镉及铅的有效态含量逐渐降低。经过钝化修复，降低了土壤中重金属 生物有效性，使其不易被终止植物吸收利用
综上所述，本发明提供的这种用于重金属污染粘土的修复药剂通 过采用改性沸石、肥料和改性生物炭粉为原料，并控制其使用比例， 使得三者产生协同作用，能对重金属污染土壤产生良好的修复效果， 降低土壤中重金属生物有效性，将其矿化，同时还能改善土壤结构， 具有培肥、增产作用，达到修复与培肥一体的效果；此外，本发明提 供的这中修复药剂的pH值呈中性，可大幅提高土壤pH缓冲容量， 相比较于其它强碱性修复药剂，应用范围更广泛，能够适用于酸性、 中性、碱性污染土壤的修复；该修复药剂的组成成分均是被国家认可 的可作为肥料施用于耕地的物质，具有环境友好、来源广泛、添加量 低、成本低廉、稳定化高效、不影响农业生产且制备简易的优点，适 于大批量使用。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护 范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范 围之内。
Claims (10)
1.一种用于重金属污染粘土的修复药剂，其特征在于，包括：按重量份数计为19-27份的改性沸石粉、33-40份的肥料和33-48份的改性生物炭粉。
2.如权利要求1所述的用于重金属污染粘土的修复药剂，其特征在于：所述改性沸石粉为铁改性沸石粉；所述铁改性沸石粉包括铁盐改性沸石粉和零价铁改性沸石粉中的至少一种。
3.如权利要求2所述的用于重金属污染粘土的修复药剂，其特征在于：所述铁改性沸石粉中铁的质量百分数为27-35％。
4.如权利要求1所述的用于重金属污染粘土的修复药剂，其特征在于：所述肥料包括钙镁磷肥、过磷酸钙、腐殖酸中的至少一种。
5.如权利要求4所述的用于重金属污染粘土的修复药剂，其特征在于：所述肥料为有效磷P2O5≥12.0％的钙镁磷肥。
6.如权利要求1所述的用于重金属污染粘土的修复药剂，其特征在于：所述改性生物炭粉包括酸改性生物炭粉、零价铁改性生物炭粉、铁离子改性生物炭粉中的至少一种；生物炭包括竹炭、锯末炭、稻壳炭、椰壳炭、棕榈丝炭中的至少一种。
7.一种用于重金属污染粘土的修复药剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称取改性沸石粉、肥料和改性生物炭粉作为原料，将三种原料混合后进行研磨，研磨后过筛得到用于重金属污染粘土的修复药剂。
8.一种如权利要求7所述的用于重金属污染粘土的修复药剂的制备方法，其特征在于：将三种原料混合研磨后过20-80目筛。
9.一种重金属污染粘土的修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用如权利要求7所述的制备方法制备用于重金属污染粘土的修复药剂，备用；
(2)对污染土壤进行预处理，降低土壤水分并使土壤分散；
(3)向预处理后的污染土壤中添加步骤(1)制备的修复药剂，并将土壤与修复药剂充分搅拌混匀；
(4)对添加修复药剂后的污染土壤进行筛分、洒水和养护，养护过程中土壤水分含量控制在30-35％，养护5-7天。
10.如权利要求9所述的重金属污染粘土的修复方法，其特征在于：所述步骤(3)中修复药剂的添加量为污染土壤质量的1.0-3.0％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111259207.7A CN114133931A (zh) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 一种用于重金属污染粘土的修复药剂及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111259207.7A CN114133931A (zh) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 一种用于重金属污染粘土的修复药剂及其制备方法与应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114133931A true CN114133931A (zh) | 2022-03-04 |
Family
ID=80395823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111259207.7A Pending CN114133931A (zh) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 一种用于重金属污染粘土的修复药剂及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114133931A (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106675568A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-17 | 北京高能时代环境技术股份有限公司 | 用于修复复合重金属污染农田的钝化剂及其制备和应用 |
| CN108586138A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-09-28 | 合肥卓畅农业科技有限公司 | 一种重金属污染土壤调理剂及其制备方法 |
| CN109294588A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-02-01 | 安徽农业大学 | 一种修复农田重金属镉污染的钝化剂及其使用方法 |
| CN110026417A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-07-19 | 北京建工环境修复股份有限公司 | 一种重金属污染耕地的修复方法 |
| CN110305667A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-10-08 | 浙江中地净土科技有限公司 | 一种重金属污染土壤修复材料及其修复方法 |
| CN112239671A (zh) * | 2019-07-17 | 2021-01-19 | 甘肃省地质矿产勘查开发局第一地质矿产勘查院 | 一种用于砷、镉复合污染农田的钝化剂及其使用方法 |
| CN112547024A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-03-26 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种修复重金属污染土壤的磁性碳复合材料及制备方法 |
| CN112724984A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-04-30 | 招商局生态环保科技有限公司 | 一种镉污染农用地土壤复合调理剂及其使用方法 |
| CN113348804A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-09-07 | 中环循环境技术有限责任公司 | 一种农田重金属污染钝化治理以及重建土壤养分健康的方法 |
| CN113527000A (zh) * | 2020-04-13 | 2021-10-22 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种重金属污染农田土壤钝化修复的复合药剂及其应用 |
-
2021
- 2021-10-28 CN CN202111259207.7A patent/CN114133931A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106675568A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-17 | 北京高能时代环境技术股份有限公司 | 用于修复复合重金属污染农田的钝化剂及其制备和应用 |
| CN108586138A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-09-28 | 合肥卓畅农业科技有限公司 | 一种重金属污染土壤调理剂及其制备方法 |
| CN109294588A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-02-01 | 安徽农业大学 | 一种修复农田重金属镉污染的钝化剂及其使用方法 |
| CN110026417A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-07-19 | 北京建工环境修复股份有限公司 | 一种重金属污染耕地的修复方法 |
| CN110305667A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-10-08 | 浙江中地净土科技有限公司 | 一种重金属污染土壤修复材料及其修复方法 |
| CN112239671A (zh) * | 2019-07-17 | 2021-01-19 | 甘肃省地质矿产勘查开发局第一地质矿产勘查院 | 一种用于砷、镉复合污染农田的钝化剂及其使用方法 |
| CN113527000A (zh) * | 2020-04-13 | 2021-10-22 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种重金属污染农田土壤钝化修复的复合药剂及其应用 |
| CN112547024A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-03-26 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种修复重金属污染土壤的磁性碳复合材料及制备方法 |
| CN112724984A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-04-30 | 招商局生态环保科技有限公司 | 一种镉污染农用地土壤复合调理剂及其使用方法 |
| CN113348804A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-09-07 | 中环循环境技术有限责任公司 | 一种农田重金属污染钝化治理以及重建土壤养分健康的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2233293C1 (ru) | Гумино-минеральный реагент и способ его получения, способ санации загрязненных почв, способ детоксикации отходов добычи и переработки полезных ископаемых и рекультивации отвалов горных пород и хвостхранилищ, способ очистки сточных вод и способ утилизации осадков | |
| CN103073166B (zh) | 一种对城市污泥同时实现重金属稳定化和深度脱水的方法 | |
| CN109504398A (zh) | 一种腐植酸纳米零价铁土壤Cr污染修复剂及制备方法 | |
| CN109233840B (zh) | 一种用于重金属污染土壤的复合修复剂及其用途 | |
| US10457612B1 (en) | Slag bacterial fertilizer and preparation method thereof and method for improving degraded soil | |
| CN108130087A (zh) | 一种修复镉-砷复合污染的土壤调理剂及应用方法 | |
| CN101045599A (zh) | 一种处理污泥重金属的方法 | |
| CN107639106A (zh) | 低品位凹凸棒石原矿重金属固化材料及其对污染土壤进行原位修复的方法 | |
| CN109678626B (zh) | 用于汞污染农田修复的土壤调理剂及其制备方法与应用 | |
| CN106978184B (zh) | 用于复合重金属污染土的固化剂及制备和应用方法 | |
| CN106147775A (zh) | 一种生物化学复合型土壤重金属污染固定修复剂及应用 | |
| CN114192565B (zh) | 用于修复重金属镉砷汞铅铬复合污染土壤的新方法 | |
| CN107699249B (zh) | 一种农田土壤重金属污染的钝化剂及其制备方法和应用 | |
| CN112239671A (zh) | 一种用于砷、镉复合污染农田的钝化剂及其使用方法 | |
| CN109609134B (zh) | 一种砷污染土壤和矿渣的稳定固化剂及制备方法 | |
| Zhou et al. | 10 Behavior of Heavy Metals in Soil: Effect of Dissolved Organic Matter | |
| CN113248093A (zh) | 生态型复合底泥原位修复剂及修复工艺 | |
| Yang et al. | Capture and recover dissolved phosphorous from aqueous solutions by a designer biochar: Mechanism and performance insights | |
| CN115945511A (zh) | 一种农业污染的土壤治理方法及其应用 | |
| CN106433670A (zh) | 一种重金属污染土壤修复剂的制备及其施用方法 | |
| CN113248333A (zh) | 一种针对复合重金属污染的粒状土壤调理剂及其制备方法 | |
| CN108085015A (zh) | 底泥重金属钝化剂及其制备方法 | |
| CN110369473B (zh) | 用于沿海滩涂重金属污染土壤的修复方法 | |
| CN109702007B (zh) | 一种用于农田重金属镉中度污染的原位修复方法 | |
| Boynazarov et al. | Production of bentonite and humus natural organic substances from fluoride compounds |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220304 |