CN105199738A - 重金属污染土壤的固化剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及治理重金属污染技术领域,尤其是一种重金属污染土壤的固化剂及其使用方法。一种重金属污染土壤的固化剂及其使用方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种重金属污染土壤的固化剂,所述重金属污染土壤的固化剂由固化剂L和固化剂S组成;所述固化剂L为聚硅铁锌;所述固化剂S中各组分的质量百分比为:水泥10-30%,磷酸二氢钙10-20%,高岭土20-60%,硅藻土10-40%。这种重金属污染土壤固化剂对铅、铜、锌、镉等多种重金属的固化效果显著,可有效降低固化后重金属污染土壤的浸出浓度,而且操作简便,无二次污染,反溶风险低。
Description
技术领域
本发明涉及治理重金属污染技术领域,尤其是一种重金属污染土壤的固化剂及其使用方法。
背景技术
土壤重金属污染是指由于人类活动,土壤中的微量重金属元素在土壤中的含量超过背景值,而造成生态环境质量恶化的现象。一般地说,只要土壤环境受到外来有害物质或能量的侵害,就表明该土壤受到污染。依据受到侵害的程度,分为轻微污染、轻度污染、中度污染、严重污染和极度污染等多个范畴。与水体污染、大气污染不同,土壤中重金属污染具有隐蔽性、滞后性、长期性和不可逆性等特点。而土壤环境污染中所指的重金属是指对生物毒性显著的元素
重金属污染问题是全球性的环境污染问题,近年来,世界土壤重金属污染问题日益凸现,尤其在发展中国家,对生态环境、食品安全和人体健康构成严重威胁。2014年4月,我国首次发布了全国土壤污染状况调查公报。调查结果显示,全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。而从污染类型看,以无机型为主,有机型次之,复合型污染比重较小,镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍等8种无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。
目前针对重金属污染土壤的修复技术主要有换(客)土法、化学淋洗法、植物修复法等,但以上修复技术具有成本高、周期长、限制多等缺点,因此固化/稳定化法是一种较常用的修复技术。固化/稳定化法是指通过添加固化/稳定化药剂与土壤中重金属反应生成较稳定的物质,从而降低重金属的迁移性。
发明内容
为了克服现有的重金属污染的不足,本发明提供了一种重金属污染土壤的固化剂及其使用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种重金属污染土壤的固化剂,所述重金属污染土壤的固化剂由固化剂L和固化剂S组成;
所述固化剂L为聚硅铁锌;
所述固化剂S中各组分的质量百分比为:
水泥10-30%,磷酸二氢钙10-20%,高岭土20-60%,硅藻土10-40%。
根据本发明的另一个实施例,进一步包括,所述固化剂S中,硅藻土为细度超过200目的硅藻土。
根据本发明的另一个实施例,进一步包括,所述固化剂S中,硅藻土为马弗炉煅烧制造。
一种重金属污染土壤固化剂的使用方法,该方法包括以下步骤:
a、按水泥10-30%,磷酸二氢钙10-20%,高岭土20-60%和硅藻土10-40%的质量百分比混合搅拌制备固化剂S。
b、按所述固化剂S与重金属污染土壤的质量比为1:100-5:100之间,将固化剂S与重金属污染土壤混合、搅拌均匀,得到混合料。
c、取所述重金属污染土壤35-45%(质量比)的水,掺入与固化剂S的质量比为0.1-0.4:1的固化剂L后,加入到所述的混合料中,充分搅拌均匀,静置成型。
根据本发明的另一个实施例,进一步包括,所述步骤b中的搅拌时间为3-5min;所述步骤c中的搅拌时间为5-10min,静置时间为24-48h。
本发明的有益效果是,这种重金属污染土壤固化剂对铅、铜、锌、镉等多种重金属的固化效果显著,可有效降低固化后重金属污染土壤的浸出浓度,而且操作简便,无二次污染,反溶风险低。
本发明的重金属污染土壤固化剂的原理是:磷酸二氢钙可以与土壤中重金属发生化学反应,生成稳定、难溶的磷酸盐矿物,在具有多孔性、大比表面积等特点的硅藻土作用下,利用固化剂L中聚硅铁锌高絮凝性的特点,通过其较强的电中和以及吸附架桥作用,将土壤中的重金属牢牢地固定住,水泥在固化剂S中发生水化反应,对整个固化作用起到了粘结剂的作用。而高岭土是一种粘土矿物,不仅可以吸附各种离子,而且具有较强的耐酸性能,可以大大降低重金属固化后的反溶风险。
具体实施方式
一种重金属污染土壤的固化剂,所述重金属污染土壤的固化剂由固化剂L和固化剂S组成;
所述固化剂L为聚硅铁锌;
所述固化剂S中各组分的质量百分比为:
水泥10-30%,磷酸二氢钙10-20%,高岭土20-60%,硅藻土10-40%。
根据本发明的另一个实施例,进一步包括,所述固化剂S中,硅藻土为细度超过200目的硅藻土。
根据本发明的另一个实施例,进一步包括,所述固化剂S中,硅藻土为马弗炉煅烧制造。
一种重金属污染土壤固化剂的使用方法,该方法包括以下步骤:
a、按水泥10-30%,磷酸二氢钙10-20%,高岭土20-60%和硅藻土10-40%的质量百分比混合搅拌制备固化剂S。
b、按所述固化剂S与重金属污染土壤的质量比为1:100-5:100之间,将固化剂S与重金属污染土壤混合、搅拌均匀,得到混合料。
c、取所述重金属污染土壤35-45%(质量比)的水,掺入与固化剂S的质量比为0.1-0.4:1的固化剂L后,加入到所述的混合料中,充分搅拌均匀,静置成型。
根据本发明的另一个实施例,进一步包括,所述步骤b中的搅拌时间为3-5min;所述步骤c中的搅拌时间为5-10min,静置时间为24-48h。
本发明的实施例1
(1)取:20%的水泥,15%的磷酸二氢钙,50%的高岭土,15%的硅藻土,混合均匀制成本发明中的固化剂S;
(2)称取铅、铜污染土壤100g,加入1g上述的固化剂S,搅拌均匀,形成混合料;
(3)取40g水,掺入0.2g固化剂L,加入上述混合料中充分搅拌5min,静置48h;
(4)2天后,自然风干土壤,破碎取样,根据《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)测定重金属浸出状况。
经实施例1治理前后土壤中重金属浸出浓度(mg/L)见表1:
表1实施例1治理前后重金属浸出浓度(mg/L);
本发明的实施例2;
(1)取:25%的水泥,20%的磷酸二氢钙,30%的高岭土,25%的硅藻土,混合均匀制成本发明中的固化剂S;
(2)称取铅、铜、锌、镉污染土壤100g,加入3g上述的固化剂S,搅拌均匀,形成混合料;
(3)取40g水,掺入0.4g固化剂L,加入上述混合料中充分搅拌5min,静置48h;
(4)2天后,自然风干土壤,破碎取样,根据《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)测定重金属浸出状况。
经实施例2治理前后土壤中重金属浸出浓度(mg/L)见表2:
表2实施例2治理前后重金属浸出浓度(mg/L);
本发明的实施例3;
(1)取:10%的水泥,10%的磷酸二氢钙,50%的高岭土,30%的硅藻土,混合均匀制成本发明中的固化剂S;
(2)称取铅、铜、锌、镉污染土壤100g,加入1g上述的固化剂S,搅拌均匀,形成混合料;
(3)取35g水,掺入0.1g固化剂L,加入上述混合料中充分搅拌5min,静置2天;
(4)1天后,自然风干土壤,破碎取样,根据《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)测定重金属浸出状况。
经实施例3治理前后土壤中重金属浸出浓度(mg/L)见表3:
表3实施例3治理前后重金属浸出浓度(mg/L);
本发明的实施例4;
(1)取:30%的水泥,20%的磷酸二氢钙,20%的高岭土,30%的硅藻土,混合均匀制成本发明中的固化剂S;
(2)称取铅、铜、锌、镉污染土壤100g,加入5g上述的固化剂S,搅拌均匀,形成混合料;
(3)取45g水,掺入2g固化剂L,加入上述混合料中充分搅拌5min,静置2天;
(4)2天后,自然风干土壤,破碎取样,根据《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)测定重金属浸出状况。
经实施例4治理前后土壤中重金属浸出浓度(mg/L)见表4:
表4实施例4治理前后重金属浸出浓度(mg/L);
Claims (5)
1.一种重金属污染土壤的固化剂,其特征是,所述重金属污染土壤的固化剂由固化剂L和固化剂S组成;
所述固化剂L为聚硅铁锌;
所述固化剂S中各组分的质量百分比为:
水泥10-30%,磷酸二氢钙10-20%,高岭土20-60%,硅藻土10-40%。
2.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的固化剂,其特征是,所述固化剂S中,硅藻土为细度超过200目的硅藻土。
3.根据权利要求1所述的重金属污染土壤的固化剂,其特征是,所述固化剂S中,硅藻土为马弗炉煅烧制造。
4.一种使用权利要求1所述重金属污染土壤固化剂的使用方法,其特征是,该方法包括以下步骤:
a、按水泥10-30%,磷酸二氢钙10-20%,高岭土20-60%和硅藻土10-40%的质量百分比混合搅拌制备固化剂S。
b、按所述固化剂S与重金属污染土壤的质量比为1:100-5:100之间,将固化剂S与重金属污染土壤混合、搅拌均匀,得到混合料。
c、取所述重金属污染土壤35-45%(质量比)的水,掺入与固化剂S的质量比为0.1-0.4:1的固化剂L后,加入到所述的混合料中,充分搅拌均匀,静置成型。
5.根据权利要求4所述的一种重金属污染土壤固化剂的使用方法,其特征是,所述步骤b中的搅拌时间为3-5min;所述步骤c中的搅拌时间为5-10min,静置时间为24-48h。
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