CN105583222A - 一种镉锌重金属污染土壤的修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镉锌重金属污染土壤的修复方法，该方法包括以下步骤：（1）修复剂的制备：将沸石粉、粉煤灰、氧化锌、硅酸钠、羟基磷灰石、甘蔗灰、鸡粪、氧化硒、环糊精、纳米镍粉、柠檬酸钾和硅酸盐水泥混合后粉磨；（2）将污染土壤平铺在平板上，取1/3总重量的修复剂撒在污染土壤，上下翻耕，喷水；（3）再取1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒磷酸水溶液，静置后翻耕；（4）再撒剩余修复剂撒在污染土壤上；（5）最后在污染土壤的上表面覆盖一层保护膜，进行修复。采用本发明的修复方法修复10小时后土壤的镉离子的去除率高于89.3%，锌离子的去除率高于90.5%，显示较佳的去除效率和去除效果。

Description

一种镉锌重金属污染土壤的修复方法
技术领域
本发明属于土壤修复领域，具体涉及一种镉锌重金属污染土壤的修复方法。
背景技术
污染土壤的重金属主要包括汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著的元素，这些重金属的主要来自于工矿企业废渣、废水、污泥、农药和烟尘大气沉降等。重金属无法被微生物分解，重金属自身流动性较差，很容易通过食物链进入并聚集在人体内，危害人体健康，此外重金属还可能转化为对人体危害更大的物质，带来更大的危害。
我国的镉污染严重，涉及范围广，其次是锌、汞等重金属污染。目前，关于重金属污染土壤的修复方法有物理法、化学法和生物工程法，具体包括：客土、翻土、换土及去表土法，热处理法，淋洗法，电化学法，固化法等。上述的方法各有利弊，且对于镉和锌重金属污染土壤的修复效果还有待进一步提高。
发明内容
要解决的技术问题是：为了解决上述技术问题的至少一种，提供一种镉锌重金属污染土壤的修复方法。
技术方案：为了解决上述问题，本发明提供了一种镉锌重金属污染土壤的修复方法，该方法包括以下步骤：
（1）修复剂的制备：将沸石粉、粉煤灰、氧化锌、硅酸钠、羟基磷灰石、甘蔗灰、鸡粪、氧化硒、环糊精、纳米镍粉、柠檬酸钾和硅酸盐水泥混合后，置于球磨罐中粉磨至100~250目细度；
（2）将污染土壤平铺在平板上，然后取1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒水，保持污染土壤的湿度为10~15%；
（3）再取1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒相同重量份的0.01mol/L磷酸水溶液，静置1~2h后上下翻耕；
（4）再取剩余1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒水，保持污染土壤的湿度为21~35%，土壤温度为20~35℃；
（5）最后在污染土壤的上表面覆盖一层保护膜，进行土壤修复即可。
优选的，所述步骤（1）中各原料的重量份数为：沸石粉10~16份、粉煤灰8~17份、氧化锌5~11份、硅酸钠6~14份、羟基磷灰石3~9份、甘蔗灰7~18份、鸡粪6~15份、氧化硒3~12份、环糊精5~11份、纳米镍粉4~12份、柠檬酸钾3~9份和硅酸盐水泥4~8份。
优选的，所述步骤（1）中各原料的重量份数为：沸石粉14份、粉煤灰11份、氧化锌9份、硅酸钠12份、羟基磷灰石8份、甘蔗灰14份、鸡粪10份、氧化硒8份、环糊精7份、纳米镍粉8份、柠檬酸钾9份和硅酸盐水泥5份。
优选的，所述步骤（2）中的平板与污染土壤之间设有至少一层纤维膜。
优选的，所述步骤（1）的粉磨细度为200目。
优选的，所述步骤（2）中的污染土壤的湿度为15%。
优选的，所述步骤（4）中的污染土壤湿度为32%，土壤温度为30℃。
优选的，所述步骤（5）中所述保护膜为聚乙烯膜。
本发明具有以下有益效果：采用本发明的修复方法进行重金属修复，修复10小时后土壤的镉离子的去除率高于89.3%，锌离子的去除率高于90.5%，显示较佳的去除效率和去除效果。对比例1中由于缺少组分氧化硒、环糊精和纳米镍粉，对比例2中由于缺少组分羟基磷灰石和硅酸盐水泥，两者的镉和锌的去除率均有下降，说明这些组分在对镉和锌离子的修复发挥一定作用。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对发明具体实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
一种镉锌重金属污染土壤的修复方法，该方法包括以下步骤：
（1）修复剂的制备：将重量份数分别为：沸石粉10份、粉煤灰8份、氧化锌5份、硅酸钠6份、羟基磷灰石3份、甘蔗灰7份、鸡粪6份、氧化硒3份、环糊精5份、纳米镍粉4份、柠檬酸钾3份和硅酸盐水泥4份混合后，置于球磨罐中粉磨至100目细度；
（2）将污染土壤平铺在平板上，然后取1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒水，保持污染土壤的湿度为10%；其中，所述步骤（2）中的平板与污染土壤之间设有至少一层纤维膜；
（3）再取1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒相同重量份的0.01mol/L磷酸水溶液，静置1h后上下翻耕；
（4）再取剩余1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒水，保持污染土壤的湿度为21%，土壤温度为20℃；
（5）最后在污染土壤的上表面覆盖一层聚乙烯保护膜，进行土壤修复即可。
实施例2
一种镉锌重金属污染土壤的修复方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）修复剂的制备：将重量份数分别为：沸石粉12份、粉煤灰10份、氧化锌7份、硅酸钠8份、羟基磷灰石5份、甘蔗灰11份、鸡粪9份、氧化硒6份、环糊精8份、纳米镍粉7份、柠檬酸钾6份和硅酸盐水泥5份混合后，置于球磨罐中粉磨至180目细度；
（2）将污染土壤平铺在平板上，然后取1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒水，保持污染土壤的湿度为12%；其中，所述步骤（2）中的平板与污染土壤之间设有至少一层纤维膜；
（3）再取1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒相同重量份的0.01mol/L磷酸水溶液，静置2h后上下翻耕；
（4）再取剩余1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒水，保持污染土壤的湿度为30%，土壤温度为25℃；
（5）最后在污染土壤的上表面覆盖一层聚乙烯保护膜，进行土壤修复即可。
实施例3
一种镉锌重金属污染土壤的修复方法，该方法包括以下步骤：
（1）修复剂的制备：将重量份数分别为：沸石粉13份、粉煤灰12份、氧化锌8份、硅酸钠10份、羟基磷灰石6份、甘蔗灰12份、鸡粪10份、氧化硒8份、环糊精8份、纳米镍粉8份、柠檬酸钾6份和硅酸盐水泥6份混合后，置于球磨罐中粉磨至170目细度；
（2）将污染土壤平铺在平板上，然后取1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒水，保持污染土壤的湿度为13%；其中，所述步骤（2）中的平板与污染土壤之间设有至少一层纤维膜；
（3）再取1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒相同重量份的0.01mol/L磷酸水溶液，静置1h后上下翻耕；
（4）再取剩余1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒水，保持污染土壤的湿度为28%，土壤温度为23℃；
（5）最后在污染土壤的上表面覆盖一层聚乙烯保护膜，进行土壤修复即可。
实施例4
一种镉锌重金属污染土壤的修复方法，该方法包括以下步骤：
（1）修复剂的制备：将重量份数分别为：沸石粉14份、粉煤灰11份、氧化锌9份、硅酸钠12份、羟基磷灰石8份、甘蔗灰14份、鸡粪10份、氧化硒8份、环糊精7份、纳米镍粉8份、柠檬酸钾9份和硅酸盐水泥5份混合后，置于球磨罐中粉磨至200目细度；
（2）将污染土壤平铺在平板上，然后取1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒水，保持污染土壤的湿度为15%；其中，所述步骤（2）中的平板与污染土壤之间设有至少一层纤维膜；
（3）再取1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒相同重量份的0.01mol/L磷酸水溶液，静置2h后上下翻耕；
（4）再取剩余1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒水，保持污染土壤的湿度为32%，土壤温度为30℃；
（5）最后在污染土壤的上表面覆盖一层聚乙烯保护膜，进行土壤修复即可。
实施例5
一种镉锌重金属污染土壤的修复方法，该方法包括以下步骤：
（1）修复剂的制备：将重量份数分别为：沸石粉16份、粉煤灰17份、氧化锌11份、硅酸钠14份、羟基磷灰石9份、甘蔗灰18份、鸡粪15份、氧化硒12份、环糊精11份、纳米镍粉12份、柠檬酸钾9份和硅酸盐水泥8份混合后，置于球磨罐中粉磨至250目细度；
（2）将污染土壤平铺在平板上，然后取1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒水，保持污染土壤的湿度为15%；其中，所述步骤（2）中的平板与污染土壤之间设有至少一层纤维膜；
（3）再取1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒相同重量份的0.01mol/L磷酸水溶液，静置2h后上下翻耕；
（4）再取剩余1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒水，保持污染土壤的湿度为35%，土壤温度为35℃；
（5）最后在污染土壤的上表面覆盖一层聚乙烯保护膜，进行土壤修复即可。
对比例1
本对比例与实施例2的区别之处在于：本对比例的修复剂中不含氧化硒、环糊精和纳米镍粉，其他内容保持不变。
对比例2
本对比例与实施例2的区别之处在于：本对比例的的修复剂中不含羟基磷灰石和硅酸盐水泥，其他内容保持不变。
性能测试
取相同的待修复土壤，分别采用上述各实施例和对比例中的方法进行土壤修复，修复10小时后，对各土壤进行抽样化验检测，检测结果见下表所示：
初始浓度 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2
镉离子浓度/mg/kg 162.9 17.5 15.9 14.1 11.8 13.6 31.3 28.5
镉离子的去除率 - 89.3% 90.2% 91.3% 92.7% 91.6% 80.8% 82.5%
锌离子浓度/mg/kg 157.4 14.9 13.5 11.8 9.6 12.4 29.7 32.5
锌离子的去除率 - 90.5% 91.4% 92.5% 93.9% 92.1% 81.1% 79.3%
由上表可知，采用本发明的修复方法进行重金属修复，修复10小时后土壤的镉离子的去除率高于89.3%，锌离子的去除率高于90.5%，显示较佳的去除效率和去除效果。对比例1中由于缺少组分氧化硒、环糊精和纳米镍粉，对比例2中由于缺少组分羟基磷灰石和硅酸盐水泥，两者的镉和锌的去除率均有下降，说明这些组分在对镉和锌离子的修复发挥一定作用。由上表可知，实施例4为本发明的最佳实施例。

Claims (8)

1.一种镉锌重金属污染土壤的修复方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）修复剂的制备：将沸石粉、粉煤灰、氧化锌、硅酸钠、羟基磷灰石、甘蔗灰、鸡粪、氧化硒、环糊精、纳米镍粉、柠檬酸钾和硅酸盐水泥混合后，置于球磨罐中粉磨至100~250目细度；
（2）将污染土壤平铺在平板上，然后取1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒水，保持污染土壤的湿度为10~15%；
（3）再取1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒相同重量份的0.01mol/L磷酸水溶液，静置1~2h后上下翻耕；
（4）再取剩余1/3总重量的上述修复剂撒在污染土壤上，进行上下翻耕，喷洒水，保持污染土壤的湿度为21~35%，土壤温度为20~35℃；
（5）最后在污染土壤的上表面覆盖一层保护膜，进行土壤修复即可。
2.根据权利要求1所述的一种镉锌重金属污染土壤的修复方法，其特征在于，所述步骤（1）中各原料的重量份数为：沸石粉10~16份、粉煤灰8~17份、氧化锌5~11份、硅酸钠6~14份、羟基磷灰石3~9份、甘蔗灰7~18份、鸡粪6~15份、氧化硒3~12份、环糊精5~11份、纳米镍粉4~12份、柠檬酸钾3~9份和硅酸盐水泥4~8份。
3.根据权利要求1所述的一种镉锌重金属污染土壤的修复方法，其特征在于，所述步骤（1）中各原料的重量份数为：沸石粉14份、粉煤灰11份、氧化锌9份、硅酸钠12份、羟基磷灰石8份、甘蔗灰14份、鸡粪10份、氧化硒8份、环糊精7份、纳米镍粉8份、柠檬酸钾9份和硅酸盐水泥5份。
4.根据权利要求1所述的一种镉锌重金属污染土壤的修复方法，其特征在于，所述步骤（2）中的平板与污染土壤之间设有至少一层纤维膜。
5.根据权利要求1所述的一种镉锌重金属污染土壤的修复方法，其特征在于，所述步骤（1）的粉磨细度为200目。
6.根据权利要求1所述的一种镉锌重金属污染土壤的修复方法，其特征在于，所述步骤（2）中的污染土壤的湿度为15%。
7.根据权利要求1所述的一种镉锌重金属污染土壤的修复方法，其特征在于，所述步骤（4）中的污染土壤湿度为32%，土壤温度为30℃。
8.根据权利要求1所述的一种镉锌重金属污染土壤的修复方法，其特征在于，所述步骤（5）中所述保护膜为聚乙烯膜。
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