DE202019101553U1 - Horizontal insulation layer for blocking heavy metals in the soil - Google Patents
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Abstract
Horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden, umfassend: Löss, feinen Sand, Phosphor enthaltende Mineralien und gelöschten Kalk;
die horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden ist oberhalb eines mit einem Schwermetall kontaminierten Bodens angeordnet;
eine Pflanzbodenschicht ist oberhalb der horizontalen Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen in dem Boden angeordnet;
wobei, in der horizontalen Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden der Volumenanteil von Löss 40 % bis 50 % beträgt, der Volumenanteil von feinem Sand 20 % bis 30 % beträgt, der Volumenanteil der Phosphor enthaltenden Mineralien 10 % bis 15 % beträgt und der Volumenanteil von gelöschtem Kalk 10 % bis 20 % beträgt, und die Summe der Volumenanteile von Löss, feinem Sand, Phosphor enthaltenden Mineralien und gelöschtem Kalk 100 % beträgt.
the horizontal insulation layer for blocking heavy metals in the soil is located above a soil contaminated with a heavy metal;
a plant bottom layer is disposed above the horizontal insulation layer for blocking heavy metals in the ground;
wherein, in the horizontal insulation layer for blocking heavy metals in the soil, the volume fraction of loess is 40% to 50%, the volume fraction of fine sand is 20% to 30%, the volume fraction of phosphorous-containing minerals is 10% to 15%, and the volume fraction of slaked lime is 10% to 20%, and the sum of the volume fractions of loess, fine sand, phosphorous-containing minerals and slaked lime is 100%.
Description
Technisches GebietTechnical area
Das Gebrauchsmuster betrifft das technische Gebiet der Bodensanierung, insbesondere betrifft es eine horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden.The utility model relates to the technical field of soil remediation, in particular it relates to a horizontal insulation layer for blocking heavy metals in the soil.
Hintergrundbackground
Die Verschmutzung durch Schwermetalle im Boden ist eine Verschlechterung der ökologischen Umgebung, die durch menschliche Aktivitäten verursacht ist, wodurch Schwermetalle in den Boden eingebracht werden, was darin resultiert, dass der Gehalt an Schwermetallen im Boden signifikant höher als deren ursprünglicher Gehalt ist. Die Hauptursachen der Schwermetallverschmutzung sind „drei Abfallarten“, die durch Industrien in den Bereichen Bergbau, Verhüttung, Galvanik, Chemie, Elektronik, Leder, Farbstoffe, Bewässerung mit Abwasser und durch unvernünftige Anwendung von Pestiziden und Düngemitteln in der Landwirtschaft entstehen. Die Schwermetallverschmutzung im Boden wird oft durch ein bestimmtes Schwermetallelement dominiert, begleitet von der Anwesenheit weiterer Elemente, sodass eine kombinierte Verschmutzung mehrerer Metalle vorliegt. Beispielsweise wurde bei einer Untersuchung von Bodenproben in der Nähe einer Fläche, auf der Golderz verarbeitet und verhüttet wurde, festgestellt, dass die Konzentration von Blei (Pb) in dem Boden 8.000 mg/kg überstieg, während Kupfer (Cu) und Zink (Zn) ebenfalls den Standardwert beträchtlich überstiegen (1.800 bis 2.200 mg/kg). Allerdings ist die Sanierung von kontaminierten Böden eine große Herausforderung durch die Wechselwirkungen zwischen mehreren Metallen, die Wechselwirkungen zwischen mehreren Komponenten im Boden und die Wechselwirkungen zwischen Schwermetallen und Bodenschichten.The pollution of heavy metals in the soil is a deterioration of the ecological environment caused by human activities, whereby heavy metals are introduced into the soil, resulting in that the content of heavy metals in the soil is significantly higher than their original content. The main causes of heavy metal pollution are "three types of waste" produced by mining, smelting, electroplating, chemical, electronics, leather, dyes, irrigation, and irrational pesticide and fertilizer industries in agriculture. The heavy metal pollution in the soil is often dominated by a particular heavy metal element, accompanied by the presence of other elements, so that there is a combined pollution of several metals. For example, in a study of soil samples near an area where gold ore was processed and smelted, it was found that the concentration of lead (Pb) in the soil exceeded 8,000 mg / kg, while copper (Cu) and zinc (Zn) also significantly exceeded the standard value (1,800 to 2,200 mg / kg). However, the remediation of contaminated soils is a major challenge due to the interactions between several metals, the interactions between several components in the soil and the interactions between heavy metals and soil layers.
Derzeit umfassen Sanierungsverfahren für kontaminierte Böden physikalische Verfahren, chemische Behandlungsverfahren, auf Mikroorganismen beruhende Verfahren und auf Phytosanierung beruhende Verfahren. Die allgemein benutzten physikalischen Verfahren umfassen Bodendüngung, Bodenlockerung, Adsorptionsanlagerung, elektrokinetische Reparatur, usw.; die chemischen Behandlungsverfahren umfassen Auslaugen, Anwenden von Bodenverbesserungsmitteln, biologische Reduktion, Extraktion von Komplexen usw. Von den vielen Sanierungsverfahren werden die chemische in-situ-Reparatur und die physikalische Adsorptionsanlagerung als effektive und kostengünstige Verfahren für mit Schwermetallen kontaminierte Böden angesehen. Beispielsweise haben die beiden Patente
Allerdings sind diese Verfahren hauptsächlich für die Sanierung eines bestimmten Schwermetalls im Boden und es gibt wenige Verfahren zum Reparieren einer kombinierten Verschmutzung mehrerer Schwermetalle im Boden. Beispielsweise besitzt der gelöschte Kalk in der oben erwähnten, aus drei Komponenten gemischten Schüttung wahlweise die Funktion der Passivierung und der Isolation unterschiedlicher Schwermetalle. Daher hat die Benutzung der aus drei Komponenten gemischten Schüttung als Isolationsschicht eine begrenzte Isolationswirkung im Hinblick auf die kombinierte Verschmutzung durch mehrere Schwermetalle im Boden. Derzeit liegen Pb, Cd, Cu, Zn und As üblicherweise nebeneinander in einem durch Schwermetall kontaminierten Boden vor. Daher ist es auf der Basis der bestehenden Sanierungsverfahren erforderlich, eine Isolationsschicht zu finden, die die Migration und Diffusion mehrerer Schwermetalle des kontaminierten Bodens nach außen blockieren kann, um eine permanente und wirksame Sanierung der mit mehreren Schwermetallen kontaminierten Böden zu erreichen.However, these methods are mainly for the remediation of a particular heavy metal in the soil and there are few methods for repairing a combined pollution of several heavy metals in the soil. For example, in the abovementioned three-component mixed bed, the slaked lime optionally has the function of passivation and isolation of different heavy metals. Therefore, the use of the three-component mixed bed as the insulating layer has a limited insulating effect with respect to the combined pollution by several heavy metals in the soil. Currently, Pb, Cd, Cu, Zn and As are usually present side by side in a heavy metal contaminated soil. Therefore, based on existing remediation techniques, it is necessary to find an insulating layer that can block outward migration and diffusion of several heavy metals from the contaminated soil to achieve permanent and effective remediation of multi-heavy contaminated soil.
ZusammenfassungSummary
Das Gebrauchsmuster schlägt eine horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden vor, um das Problem zu lösen, dass herkömmliche Isolationsschichten eine schlechte Isolationswirkung bei unterschiedlichen Schwermetallen wie Pb, Cd, Zn und Cu im Boden besitzen.The utility model proposes a horizontal insulation layer for blocking heavy metals in the soil to solve the problem that conventional insulation layers have a poor insulation effect on different heavy metals such as Pb, Cd, Zn and Cu in the soil.
Das Gebrauchsmuster schlägt eine horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden vor, umfassend: Löss, feinen Sand, Phosphor enthaltende Mineralien und gelöschten Kalk; die horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden ist oberhalb eines mit einem Schwermetall kontaminierten Bodens angeordnet;
eine Pflanzbodenschicht ist oberhalb der horizontalen Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen in dem Boden angeordnet;
wobei, in der horizontalen Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden der Volumenanteil von Löss 40 % bis 50 %, der Volumenanteil von feinem Sand 20 % bis 30 %, der Volumenanteil der Phosphor enthaltenden Mineralien 10 % bis 15 % und der Volumenanteil von gelöschtem Kalk 10 % bis 20 % beträgt, und die Summe der Volumenanteile von Löss, feinem Sand, Phosphor enthaltenden Mineralien und gelöschtem Kalk 100 % beträgt.The utility model proposes a horizontal insulating layer for blocking heavy metals in the soil, comprising: loess, fine sand, phosphorous-containing minerals and slaked lime; the horizontal insulation layer for blocking heavy metals in the soil is located above a soil contaminated with a heavy metal;
a plant bottom layer is disposed above the horizontal insulation layer for blocking heavy metals in the ground;
wherein, in the horizontal insulation layer for blocking heavy metals in the soil, the volume fraction of loess 40% to 50%, the volume fraction of fine sand 20% to 30%, the volume fraction of phosphorous-containing minerals 10% to 15% and the volume fraction of slaked lime 10% to 20%, and the sum of the volume fractions of loess, fine sand, phosphorous-containing minerals and slaked lime is 100%.
Optional ist wenigstens ein Phosphor enthaltendes Mineral aus der folgenden Gruppe gewählt: Phosphatgestein, Knochenpulver und Hydroxylapatit.Optionally, at least one phosphorus-containing mineral is selected from the following group: Phosphate rock, bone powder and hydroxyapatite.
Optional besitzt die horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden einen Verdichtungskoeffizient von 0,90 bis 0,95 und eine Dicke von 5 cm bis 15 cm.Optionally, the horizontal insulation layer for blocking heavy metals in the soil has a compression coefficient of 0.90 to 0.95 and a thickness of 5 cm to 15 cm.
Die horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden, die durch das Gebrauchsmuster vorgeschlagen wird, umfasst: Löss, feinen Sand, Phosphor enthaltende Mineralien und gelöschten Kalk; die horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden ist oberhalb eines mit einem Schwermetall kontaminierten Bodens angeordnet; die Pflanzbodenschicht ist oberhalb der horizontalen Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen in dem Boden angeordnet; wobei in der horizontalen Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden der Volumenanteil von Löss 40 % bis 50 %, der Volumenanteil von feinem Sand 20 % bis 30 %, der Volumenanteil der Phosphor enthaltenden Mineralien 10 % bis 15 % und der Volumenanteil von gelöschtem Kalk 10 % bis 20 % beträgt, und die Summe der Volumenanteile von Löss, feinem Sand, Phosphor enthaltenden Mineralien und gelöschtem Kalk 100 % beträgt. Die horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden, die oberhalb des kontaminierten Bodens angeordnet ist, nutzt einerseits den gelöschten Kalk, um den pH-Wert der horizontalen Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen in dem Boden zu erhöhen, um die Reaktion zwischen den Schwermetallionen in dem kontaminierten Boden und dem gelöschten Kalk während der Migration der Schwermetallionen zu der Isolationsschicht zu ermöglichen, und um ein Hydroxid zu bilden, einen Carbonat-gebundenen Niederschlag oder einen mitgefällten Carbonatniederschlag, wodurch die Migration von Schwermetallionen blockiert werden kann, und gleichzeitig kann der verbesserte pH-Wert auch die unterschiedliche negative Ladung auf der Oberfläche von Löss und der Phosphor enthaltenden Mineralien erhöhen, wodurch deren Adsorption zu den Schwermetallen erhöht wird; andererseits werden die Phosphor enthaltenden Mineralien benutzt, sodass diese mit Cd, Cu und Pb (die in die horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen in den Boden eindringen) reagieren und einen Phosphatsalzniederschlag bilden, um die biologische Aktivität der Schwermetalle zu reduzieren. Oder die Phosphor enthaltenden Mineralien werden benutzt, um die Schwermetalle zu adsorbieren und anzulagern, um die Migration der Schwermetalle zu verhindern, wodurch die Migration der Schwermetalle blockiert werden kann. Die horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen in dem Boden reduziert die Migration der Schwermetalle in dem Boden durch Adsorbieren, Anlagern und Fällen der Schwermetalle, wodurch verhindert wird, dass die Schwermetalle die horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen in dem Boden passieren und in die obere Pflanzbodenschicht eindringen, wodurch die toxische Wirkung der Schwermetalle gegenüber Tieren und Pflanzen vermieden wird. Das Ziel der dauerhaften und wirksamen Sanierung der mit mehreren Schwermetallen kontaminierten Böden kann auf diese Weise erreicht werden.The horizontal insulation layer for blocking heavy metals in soil proposed by the utility model includes: loess, fine sand, phosphorous-containing minerals and slaked lime; the horizontal insulation layer for blocking heavy metals in the soil is located above a soil contaminated with a heavy metal; the plant bottom layer is located above the horizontal insulation layer for blocking heavy metals in the soil; wherein in the horizontal insulating layer for blocking heavy metals in the soil, the volume fraction of loess 40% to 50%, the volume fraction of fine sand 20% to 30%, the volume fraction of phosphorous-containing minerals 10% to 15% and the volume fraction of slaked lime 10th % to 20%, and the sum of the volume fractions of loess, fine sand, phosphorous-containing minerals and slaked lime is 100%. The horizontal insulating layer for blocking heavy metals in the soil, which is located above the contaminated soil, on the one hand uses the slaked lime to increase the pH of the horizontal insulating layer for blocking heavy metals in the soil to prevent the reaction between the heavy metal ions in the soil contaminated soil and slaked lime during the migration of the heavy metal ions to the insulating layer and to form a hydroxide, a carbonate-bound precipitate or a precipitated carbonate precipitate, which may block the migration of heavy metal ions, and at the same time the improved pH Value also increase the different negative charge on the surface of loess and the phosphorous-containing minerals, thereby increasing their adsorption to the heavy metals; on the other hand, the phosphorous-containing minerals are used so that they react with Cd, Cu and Pb (which penetrate into the horizontal insulating layer to block heavy metals in the soil) and form a phosphate salt precipitate to reduce the biological activity of the heavy metals. Or the phosphorous-containing minerals are used to adsorb and store the heavy metals to prevent the migration of heavy metals, which can block the migration of heavy metals. The horizontal insulating layer for blocking heavy metals in the soil reduces the migration of heavy metals in the soil by adsorbing, attaching and precipitating the heavy metals, thereby preventing the heavy metals from passing through the horizontal insulation layer for blocking heavy metals in the soil and into the upper plant soil layer which prevents the toxic effects of heavy metals on animals and plants. The objective of permanent and effective remediation of contaminated with several heavy metals soils can be achieved in this way.
Figurenlistelist of figures
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1 zeigt die Struktur einer Bodenschicht, umfassend die horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel des Gebrauchsmusters.1 shows the structure of a bottom layer comprising the horizontal insulating layer for blocking heavy metals in the ground according to the first embodiment of the utility model.
Ausführliche Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the embodiments
Die technischen Lösungen in den Ausführungsbeispielen des vorliegenden Gebrauchsmusters werden klar und vollständig unter Bezugnahme auf die Zeichnungen der Ausführungsbeispiele des vorliegenden Gebrauchsmusters beschrieben. Die Ausführungsbeispiele sind Teil der Ausführungsbeispiele des Gebrauchsmusters, es handelt sich jedoch nicht um sämtliche Ausführungsbeispiele. Alle anderen Ausführungsbeispiele, die auf den Ausführungsbeispielen des vorliegenden Gebrauchsmusters basieren und die für Fachleute auf diesem Gebiet ohne erfinderische Tätigkeit zugänglich sind, liegen innerhalb des Schutzbereichs des vorliegenden Gebrauchsmusters.The technical solutions in the embodiments of the present invention will be clearly and completely described with reference to the drawings of the embodiments of the present invention. The embodiments are part of the embodiments of the utility model, but it is not all embodiments. All other embodiments based on the embodiments of the present utility model and available to those skilled in the art without inventive step are within the scope of the present utility model.
Erstes AusführungsbeispielFirst embodiment
Dieses Ausführungsbeispiel schlägt eine horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden vor.
Wie in
Durch Hinzufügen von gelöschtem Kalk zu der horizontalen Isolationsschicht
Dementsprechend kann gemäß der vorliegenden Anmeldung der pH-Wert der horizontalen Trennschicht erhöht werden durch Hinzufügen von gelöschtem Kalk in der horizontalen Isolationsschicht
Das Phosphor enthaltende Mineral, das zu der horizontalen Isolationsschicht
Ferner beträgt der Volumenanteil von Löss in der horizontalen Isolationsschicht
Optional besitzt die horizontale Isolationsschicht
Die horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen in dem Boden gemäß dem Ausführungsbeispiel umfasst: Löss, feinen Sand, Phosphor enthaltende Mineralien und gelöschten Kalk; die horizontale Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden ist oberhalb des mit Schwermetall kontaminierten Bodens angeordnet; die Pflanzbodenschicht ist oberhalb der horizontalen Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen in dem Boden angeordnet; wobei in der horizontalen Isolationsschicht zum Blockieren von Schwermetallen im Boden der Volumenanteil von Löss 40 % bis 50 % beträgt, der Volumenanteil von feinem Sand 20 % bis 30 % beträgt, der Volumenanteil der Phosphor enthaltenden Mineralien 10 % bis 15 % beträgt und der Volumenanteil von gelöschtem Kalk 10 % bis 20 % beträgt. In diesem Ausführungsbeispiel wird einerseits der gelöschte Kalk benutzt, um eine chemische Isolation und Passivierung der Schwermetalle in dem mit Schwermetall kontaminierten Boden zu erzielen, und andererseits werden Phosphor enthaltende Mineralien benutzt, um die Schwermetalle (die in die horizontale Isolationsschicht zum Blockieren der Schwermetalle in dem Boden eindringen) auszuwählen und um einen Phosphatsalzniederschlag zu erzeugen, um die biologische Aktivität der Schwermetalle zu verringern, oder die Phosphor enthaltenden Mineralien werden benutzt, um die Schwermetalle zu adsorbieren und zu binden, um die Migration der Schwermetalle zu verhindern. Da der pH-Wert der horizontalen Trennschicht durch den gelöschten Kalk erhöht werden kann, wird gleichzeitig die Adsorption der Phosphor enthaltenden Mineralien und des Bodens gefördert und die Sanierungswirkung der horizontalen Isolationsschicht auf den mit Schwermetall kontaminierten Boden wird erhöht. Der Zweck des Blockierens der Migration und Diffusion unterschiedlicher Schwermetalle in dem kontaminierten Boden nach außen kann erreicht werden, und das Problem, dass die existierenden Verfahren zur Bodensanierung schlechte Wirkungen im Hinblick auf die kombinierte Verschmutzung durch mehrere Schwermetalle wie Cd, Cu, Zn und Pb im Boden besitzen, kann gelöst werden.The horizontal insulation layer for blocking heavy metals in the soil according to the embodiment includes: loess, fine sand, phosphorous-containing minerals and slaked lime; the horizontal insulation layer for blocking heavy metals in the soil is located above the heavy metal contaminated soil; the plant bottom layer is located above the horizontal insulation layer for blocking heavy metals in the soil; wherein in the horizontal insulating layer for blocking heavy metals in the soil, the volume fraction of loess is 40% to 50%, the volume fraction of fine sand 20% to 30%, the volume fraction of phosphorous-containing minerals is 10% to 15% and the volume fraction of slaked lime is 10% to 20%. In this embodiment, on the one hand, the slaked lime is used to achieve chemical isolation and passivation of the heavy metals in the heavy metal-contaminated soil, and on the other hand, phosphorus-containing minerals are used to remove the heavy metals (which enter the horizontal insulating layer to block the heavy metals in the heavy metal) Soil penetration) and to produce a phosphate salt precipitate to reduce the biological activity of the heavy metals, or the phosphorous-containing minerals are used to adsorb and bind the heavy metals to prevent the migration of the heavy metals. At the same time, since the pH of the horizontal separation layer can be increased by the slaked lime, the adsorption of the phosphorous-containing minerals and the soil is promoted, and the remediation effect of the horizontal insulation layer on the heavy metal-contaminated soil is increased. The purpose of blocking the migration and diffusion of different heavy metals into the contaminated soil to the outside can be achieved, and the problem that the existing methods of soil remediation bad effects in terms of the combined pollution by several heavy metals such as Cd, Cu, Zn and Pb in the Own soil, can be solved.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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|---|---|---|---|---|
| CN112588806A (en) * | 2020-12-25 | 2021-04-02 | 苏州精英环保有限公司 | Integrated high-efficiency leaching equipment for heavy metal contaminated soil |
| CN113655200A (en) * | 2021-08-11 | 2021-11-16 | 辽宁大学 | Soil heavy metal migration simulation soil column rainfall leaching experimental device and experimental method |
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2019
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