一種鎘、鉛復(fù)合污染土壤修復(fù)劑及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及土壤污染修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎘、鉛復(fù)合污染土壤修復(fù)劑及 應(yīng)用。 技術(shù)背景：
[0002] 土壤重金屬污染已逐漸成大眾關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。據(jù)環(huán)境保護(hù)部和國(guó)土資源部2014 年公布《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示:全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體不容樂(lè)觀，部分地區(qū)土 壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂(yōu)，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問(wèn)題突出。工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)等人 為活動(dòng)以及土壤環(huán)境背景值高是造成土壤污染或超標(biāo)的主要原因。全國(guó)土壤總的超標(biāo)率為 16.1 %，其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1 %。污 染類(lèi)型以無(wú)機(jī)型為主，有機(jī)型次之，復(fù)合型污染比重較小，無(wú)機(jī)污染物超標(biāo)點(diǎn)位數(shù)占全部超 標(biāo)點(diǎn)位的82.8%。
[0003] 從污染分布情況看，南方土壤污染重于北方；長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲、東北老工 業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問(wèn)題較為突出，西南、中南地區(qū)土壤重金屬超標(biāo)范圍較大；鎘、 汞、砷、鉛4種無(wú)機(jī)污染物含量分布呈現(xiàn)從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態(tài)勢(shì)。
[0004] 主要污染物為鎘、鎳、銅、砷、汞、鉛、滴滴涕和多環(huán)芳烴。若以第二次全國(guó)土地調(diào)查 結(jié)果為準(zhǔn)，我國(guó)耕地最新數(shù)據(jù)為203077萬(wàn)畝來(lái)計(jì)算，中重度污染的耕地面積占2.9%，已經(jīng) 達(dá)到5889萬(wàn)畝。
[0005] 目前針對(duì)土壤重金屬污染的治理方法主要有固定化/穩(wěn)定化、淋洗法、洗土法、電 動(dòng)力學(xué)修復(fù)法、化學(xué)還原法、植物修復(fù)、微生物修復(fù)。但總體存在修復(fù)效率低、處理成本高等 問(wèn)題。
[0006] 因此，有必要從現(xiàn)有的各種方法中取長(zhǎng)補(bǔ)短，發(fā)明一種土壤修復(fù)藥劑。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種制備簡(jiǎn)單、操作方便、效果好的一種鎘、鉛 復(fù)合污染土壤修復(fù)劑及應(yīng)用。
[0008] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鎘、鉛復(fù)合污染土壤修復(fù)劑，其特征在 于:所述的修復(fù)藥劑各原料的重量百分比為：
[0009] 生物質(zhì)炭 30-50%;
[0010] 腐植酸鉀 10-20%;
[0011] 13X 分子篩 10-20%;
[0012] 十二烷基磺酸鈉10-20%;
[0013]鐵粉 10-20%;
[0014]所述的生物質(zhì)炭是以秸桿和氧化鈣的混合物為原料，所述秸桿和氧化鈣的質(zhì)量比 為20:1，在體系壓力為20kPa、熱解溫度為500 °C的條件下真空熱解30min，通過(guò)研磨處理得 到的粒徑為3mm以下的固體粉末；
[0015] 所述的腐植酸鉀、13X分子篩、十二烷基磺酸鈉、鐵粉分別為2mm以下的固體粉末。
[0016] 進(jìn)一步地，所述修復(fù)劑中各原料的質(zhì)量百分比為：
[0017] 生物質(zhì)炭40%;
[0018] 腐植酸鉀15%;
[0019] 13X 分子篩 15%;
[0020] 十二烷基磺酸鈉15%;
[0021] 鐵粉 15%。
[0022]本發(fā)明一種鎘、鉛復(fù)合污染土壤修復(fù)劑，通過(guò)將生物質(zhì)炭、腐植酸鉀、13X分子篩、 十二烷基磺酸鈉、鐵粉按一定比例混合，即得到修復(fù)藥劑。
[0023]本發(fā)明一種鎘、鉛復(fù)合污染土壤修復(fù)劑的使用方法，包括以下步驟：
[0024] (1)取含鎘、鉛復(fù)合污染土壤樣品，采用《土壤質(zhì)量有效態(tài)鉛和鎘的測(cè)定原子吸收 法》(GB/T 23739-2009)中規(guī)定的檢測(cè)方法測(cè)定土壤樣品中有效態(tài)鎘和鉛的含量；
[0025] (2)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，按質(zhì)量比鎘、鉛污染土壤:修復(fù)藥劑=50~200:1添加修復(fù)藥 劑，將修復(fù)藥劑均勻地鋪灑在待處理的土壤表面；
[0026] (3)采用翻耕攪拌的方式將待處理土壤連通其上鋪灑的修復(fù)藥劑攪拌混合3次以 上，形成混合土壤，加水保持混合土壤的含水量超過(guò)50% ;
[0027] (4)在混合土壤上覆蓋塑料膜，養(yǎng)護(hù)3天以上使得混合土壤中的修復(fù)藥劑與重金屬 污染土壤中的鎘和鉛充分反應(yīng)和穩(wěn)定化；
[0028] (5)采樣檢測(cè)混合土壤中有效態(tài)鎘和鉛的含量。
[0029]本發(fā)明一一種鎘、鉛復(fù)合污染土壤修復(fù)劑及應(yīng)用，參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (GB15618-1995)，采用單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)法，對(duì)鎘、鉛污染土壤進(jìn)行修復(fù)治理。與現(xiàn)有技 術(shù)相比，本發(fā)明的修復(fù)藥劑具有制備方法簡(jiǎn)單、可行、治理效果好的優(yōu)點(diǎn)。
[0030] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：
[0031] 1、修復(fù)劑中的生物質(zhì)炭通過(guò)真空熱解生物質(zhì)獲得，在真空條件下制得的生物質(zhì)炭 孔隙率高，吸附值高；以秸桿等生物質(zhì)為原料，充分利用資源，避免因其焚燒造成環(huán)境污染。 通過(guò)添加氧化鈣促進(jìn)秸桿在真空熱解的過(guò)程中炭的產(chǎn)量增加，通過(guò)真空熱解得到的生物質(zhì) 炭，具有比表面積大，孔道豐富，易吸附各類(lèi)重金屬離子，降低土壤中迀移性重金屬離子的 濃度；制得的生物質(zhì)炭中的氧化鈣自身可使土壤pH值提高土壤表面負(fù)電荷增加，從而土壤 對(duì)重金屬的親和性增加；另一方面pH值升高，也有利于Μ0Η+的存在而提高重金屬離子的吸 附量，同時(shí)促使土壤中重金屬形成氫氧化物或結(jié)合態(tài)沉淀或共沉淀；
[0032] 2、十二烷基磺酸鈉是一種高效的陰離子表面活性劑，易與各種助劑復(fù)配，成本較 低，合成工藝成熟，與螯合劑復(fù)配處理土壤中的疏水性含重金屬物質(zhì)，提高土壤修復(fù)效果；
[0033] 3、鐵粉的還原性能高，可將二價(jià)鎘還原，易溶于水，價(jià)格便宜；
[0034] 4、13X分子篩具有許多毛細(xì)孔道，比表面積大，對(duì)水、氧化物等具有較強(qiáng)的親合力， 吸附力強(qiáng)；
[0035] 5、腐植酸鉀是一種高分子非均一的芳香族羥基羧酸鹽，外觀為黑色顆粒或粉狀固 體，是由褐煤精細(xì)選后用Κ0Η液體反應(yīng)提取后的產(chǎn)物，溶于水，呈堿性，含有羧基、酚羥基等 活性基團(tuán)，重金屬穩(wěn)定化能力強(qiáng)；
[0036] 上述組分充分發(fā)揮協(xié)同作用，通過(guò)還原、穩(wěn)定、沉淀、吸附、改良、調(diào)節(jié)PH值，使得有 效態(tài)鎘和鉛在土壤中的浸出率大大降低。
【具體實(shí)施方式】：
[0037] 修復(fù)藥劑的制備實(shí)施例1:
[0038] 以秸桿和氧化鈣的混合物為原料，所述秸桿和氧化鈣的質(zhì)量比為20:1，在體系壓 力為20kPa、熱解溫度為500°C的條件下真空熱解30min，通過(guò)研磨處理得到的粒徑為3mm以 下的固體粉末；
[0039] 所述的腐植酸鉀、13X分子篩、十二烷基磺酸鈉、鐵粉分別為2mm以下的固體粉末；
[0040] 按照質(zhì)量百分比稱(chēng)重：
[0041 ] 生物質(zhì)炭40%;
[0042] 腐植酸鉀15%;
[0043] 13X 分子篩 15%;
[0044] 十二烷基磺酸鈉15%;
[0045]鐵粉 15%;
[0046]將生物質(zhì)炭、腐植酸鉀、13X分子篩、十二烷基磺酸鈉、鐵粉按上述比例混合均勻， 制備得到修復(fù)藥劑。
[0047]修復(fù)藥劑的制備實(shí)施例2:
[0048] 以秸桿和氧化鈣的混合物為原料，所述秸桿和氧化鈣的質(zhì)量比為20:1，在體系壓 力為20kPa、熱解溫度為500°C的條件下真空熱解30min，通過(guò)研磨處理得到的粒徑為3mm以 下的固體粉末；
[0049] 所述的腐植酸鉀、13X分子篩、十二烷基磺酸鈉、鐵粉分別為2mm以下的固體粉末；
[0050] 按照質(zhì)量百分比稱(chēng)重：
[0051 ] 生物質(zhì)炭50%;
[0052] 腐植酸鉀20%;
[0053] 13X 分子篩 10%;
[0054] 十二烷基磺酸鈉10%;
[0055] 鐵粉 10%;
[0056] 將生物質(zhì)炭、腐植酸鉀、13X分子篩、十二烷基磺酸鈉、鐵粉按上述比例混合均勻， 制備得到修復(fù)藥劑。
[0057] 修復(fù)藥劑的制備實(shí)施例3:
[0058] 以秸桿和氧化鈣的混合物為原料，所述秸桿和氧化鈣的質(zhì)量比為20:1，在體系壓 力為20kPa、熱解溫度為500°C的條件下真空熱解30min，通過(guò)研磨處理得到的粒徑為3mm以 下的固體粉末；
[0059] 所述的腐植酸鉀、13X分子篩、十二烷基磺酸鈉、鐵粉分別為2mm以下的固體粉末；
[0060] 按照質(zhì)量百分比稱(chēng)重：
[0061] 生物質(zhì)炭30%;
[0062] 腐植酸鉀10%;
[0063] 13X分子篩 20%;
[0064] 十二烷基磺酸鈉20%;
[0065] 鐵粉 20%;
[0066] 將生物質(zhì)炭、腐植酸鉀、13X分子篩、十二烷基磺酸鈉、鐵粉按上述比例混合均勻， 制備得到修復(fù)藥劑。
[0067] 實(shí)施例1-3所得的修復(fù)劑應(yīng)用【具體實(shí)施方式】及技術(shù)效果：
[0068] 300公斤鎘鉛復(fù)合污染土壤取自湖南衡陽(yáng)某農(nóng)田。
[0069] (1)采用《土壤質(zhì)量有效態(tài)鉛和鎘的測(cè)定原子吸收法》(GB/T 23739-2009)中規(guī)定 的檢測(cè)方法測(cè)定土壤樣品中有效態(tài)鎘含量為31.98mg/kg，有效態(tài)鉛含量為42.25mg/kg。
[0070] (2)將300公斤復(fù)合污染土壤平均分成三等份，每等份100公斤，分別提取實(shí)施例1-3中給出的修復(fù)藥劑各2公斤，分別將修復(fù)藥劑均勻地鋪灑在待處理的100公斤土壤的表面；
[0071] (3)采用攪拌的方式將待處理土壤連通其上鋪灑的修復(fù)藥劑攪拌混合3次以上，形 成混合土壤，加水保持混合土壤的含水量超過(guò)50% ;
[0072] (4)在混合土壤上覆蓋塑料薄膜，養(yǎng)護(hù)3天，讓混合土壤中的修復(fù)藥劑與重金屬污 染土壤中的鎘、鉛充分反應(yīng)，充分穩(wěn)定化；
[0073] (5)分別采樣檢測(cè)實(shí)施例1-3應(yīng)用的土壤中有效態(tài)鎘和鉛的含量，土壤中有效態(tài) 鎘、鉛含量結(jié)果見(jiàn)表1，均滿(mǎn)足《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)中二級(jí)農(nóng)用土壤的要 求。
[0074] 表1實(shí)施例1-3所得的修復(fù)劑應(yīng)用結(jié)果
[0075]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鎘、鉛復(fù)合污染土壤修復(fù)劑，其特征在于:所述的修復(fù)藥劑各原料的重量百分比 為： 生物質(zhì)炭30-50%; 腐植酸鉀10-20%; 13X 分子篩 10-20%; 十二烷基磺酸鈉10-20%; 鐵粉 10-20%; 所述的生物質(zhì)炭是以秸桿和氧化鈣的混合物為原料，所述秸桿和氧化鈣的質(zhì)量比為 20:1，在體系壓力為20kPa、熱解溫度為500°C的條件下真空熱解30min，通過(guò)研磨處理得到 的粒徑為3mm以下的固體粉末； 所述的腐植酸鉀、13X分子篩、十二烷基磺酸鈉、鐵粉分別為2mm以下的固體粉末。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎘、鉛復(fù)合污染土壤修復(fù)劑，其特征在于:所述的修復(fù)藥 劑各原料的重量百分比為： 生物質(zhì)炭40%; 腐植酸鉀15%; 13X分子篩15%; 十二烷基磺酸鈉15%; 鐵粉15%。3. 如權(quán)利要求1或2所述的鎘、鉛復(fù)合污染土壤修復(fù)劑在修復(fù)鎘鉛復(fù)合污染土壤中的應(yīng) 用。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種鎘、鉛復(fù)合污染土壤修復(fù)劑，該修復(fù)劑按重量比由以下成分組成：生物質(zhì)炭30-50％、腐植酸鉀10-20％、13X分子篩10-20％、十二烷基磺酸鈉10-20％、鐵粉10-20％；上述組分充分發(fā)揮協(xié)同作用，通過(guò)還原、沉淀、吸附、改良、調(diào)節(jié)PH值等作用，使得土壤中的有效態(tài)重金屬大大降低，制備得到土壤修復(fù)劑在修復(fù)鎘鉛復(fù)合污染土壤時(shí)具有良好的效果，本發(fā)明的修復(fù)藥劑具有制備方法簡(jiǎn)單、可行、治理效果好的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】C09K17/40, C09K109/00, B09C1/08, C09K101/00, A01B79/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105602573
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610081370
【發(fā)明人】周益輝
【申請(qǐng)人】周益輝
【公開(kāi)日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2016年2月4日