一種鎘、鉛復合污染土壤修復劑及應用
【技術領域】：
[0001] 本發(fā)明涉及土壤污染修復技術領域，具體涉及一種鎘、鉛復合污染土壤修復劑及 應用。 技術背景：
[0002] 土壤重金屬污染已逐漸成大眾關注的焦點問題。據(jù)環(huán)境保護部和國土資源部2014 年公布《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示:全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土 壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)等人 為活動以及土壤環(huán)境背景值高是造成土壤污染或超標的主要原因。全國土壤總的超標率為 16.1 %，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1 %。污 染類型以無機型為主，有機型次之，復合型污染比重較小，無機污染物超標點位數(shù)占全部超 標點位的82.8%。
[0003] 從污染分布情況看，南方土壤污染重于北方；長江三角洲、珠江三角洲、東北老工 業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問題較為突出，西南、中南地區(qū)土壤重金屬超標范圍較大；鎘、 汞、砷、鉛4種無機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。
[0004] 主要污染物為鎘、鎳、銅、砷、汞、鉛、滴滴涕和多環(huán)芳烴。若以第二次全國土地調(diào)查 結果為準，我國耕地最新數(shù)據(jù)為203077萬畝來計算，中重度污染的耕地面積占2.9%，已經(jīng) 達到5889萬畝。
[0005] 目前針對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 動力學修復法、化學還原法、植物修復、微生物修復。但總體存在修復效率低、處理成本高等 問題。
[0006] 因此，有必要從現(xiàn)有的各種方法中取長補短，發(fā)明一種土壤修復藥劑。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0007] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種制備簡單、操作方便、效果好的一種鎘、鉛 復合污染土壤修復劑及應用。
[0008] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種鎘、鉛復合污染土壤修復劑，其特征在 于:所述的修復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] 進一步地，所述修復劑中各原料的質(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、鉛復合污染土壤修復劑，通過將生物質(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，即得到修復藥劑。
[0023]本發(fā)明一種鎘、鉛復合污染土壤修復劑的使用方法，包括以下步驟：
[0024] (1)取含鎘、鉛復合污染土壤樣品，采用《土壤質(zhì)量有效態(tài)鉛和鎘的測定原子吸收 法》(GB/T 23739-2009)中規(guī)定的檢測方法測定土壤樣品中有效態(tài)鎘和鉛的含量；
[0025] (2)根據(jù)檢測結果，按質(zhì)量比鎘、鉛污染土壤:修復藥劑=50~200:1添加修復藥 劑，將修復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50% ;
[0027] (4)在混合土壤上覆蓋塑料膜，養(yǎng)護3天以上使得混合土壤中的修復藥劑與重金屬 污染土壤中的鎘和鉛充分反應和穩(wěn)定化；
[0028] (5)采樣檢測混合土壤中有效態(tài)鎘和鉛的含量。
[0029]本發(fā)明一一種鎘、鉛復合污染土壤修復劑及應用，參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》 (GB15618-1995)，采用單因子污染指數(shù)評價法，對鎘、鉛污染土壤進行修復治理。與現(xiàn)有技 術相比，本發(fā)明的修復藥劑具有制備方法簡單、可行、治理效果好的優(yōu)點。
[0030] 相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果在于：
[0031] 1、修復劑中的生物質(zhì)炭通過真空熱解生物質(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。 通過添加氧化鈣促進秸桿在真空熱解的過程中炭的產(chǎn)量增加，通過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值提高土壤表面負電荷增加，從而土壤 對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，同時促使土壤中重金屬形成氫氧化物或結合態(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，易與各種助劑復配，成本較 低，合成工藝成熟，與螯合劑復配處理土壤中的疏水性含重金屬物質(zhì)，提高土壤修復效果；
[0033] 3、鐵粉的還原性能高，可將二價鎘還原，易溶于水，價格便宜；
[0034] 4、13X分子篩具有許多毛細孔道，比表面積大，對水、氧化物等具有較強的親合力， 吸附力強；
[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，是由褐煤精細選后用Κ0Η液體反應提取后的產(chǎn)物，溶于水，呈堿性，含有羧基、酚羥基等 活性基團，重金屬穩(wěn)定化能力強；
[0036] 上述組分充分發(fā)揮協(xié)同作用，通過還原、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。
【具體實施方式】：
[0037] 修復藥劑的制備實施例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， 制備得到修復藥劑。
[0047]修復藥劑的制備實施例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， 制備得到修復藥劑。
[0057] 修復藥劑的制備實施例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， 制備得到修復藥劑。
[0067] 實施例1-3所得的修復劑應用【具體實施方式】及技術效果：
[0068] 300公斤鎘鉛復合污染土壤取自湖南衡陽某農(nóng)田。
[0069] (1)采用《土壤質(zhì)量有效態(tài)鉛和鎘的測定原子吸收法》(GB/T 23739-2009)中規(guī)定 的檢測方法測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公斤復合污染土壤平均分成三等份，每等份100公斤，分別提取實施例1-3中給出的修復藥劑各2公斤，分別將修復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50% ;
[0072] (4)在混合土壤上覆蓋塑料薄膜，養(yǎng)護3天，讓混合土壤中的修復藥劑與重金屬污 染土壤中的鎘、鉛充分反應，充分穩(wěn)定化；
[0073] (5)分別采樣檢測實施例1-3應用的土壤中有效態(tài)鎘和鉛的含量，土壤中有效態(tài) 鎘、鉛含量結果見表1，均滿足《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》(GB15618-1995)中二級農(nóng)用土壤的要 求。
[0074] 表1實施例1-3所得的修復劑應用結果
[0075]
【主權項】
1. 一種鎘、鉛復合污染土壤修復劑，其特征在于:所述的修復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)權利要求1所述的一種鎘、鉛復合污染土壤修復劑，其特征在于:所述的修復藥 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. 如權利要求1或2所述的鎘、鉛復合污染土壤修復劑在修復鎘鉛復合污染土壤中的應 用。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鎘、鉛復合污染土壤修復劑，該修復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，制備得到土壤修復劑在修復鎘鉛復合污染土壤時具有良好的效果，本發(fā)明的修復藥劑具有制備方法簡單、可行、治理效果好的優(yōu)點。
【IPC分類】C09K17/40, C09K109/00, B09C1/08, C09K101/00, A01B79/00
【公開號】CN105602573
【申請?zhí)枴緾N201610081370
【發(fā)明人】周益輝
【申請人】周益輝
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年2月4日