CN107513388A - 一种用于治理土壤砷污染的药剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于治理土壤砷污染的药剂，由以下原料按照重量份组成：硅藻土15‑22份、蒙脱石8‑12份、木质素磺酸钠5‑9份、秸秆3‑6份、矿渣12‑18份、胶凝材料12‑20份、铁粉8‑15份、柠檬酸2‑5份、马齿苋5‑10份和活性炭6‑12份。本发明中原料来源广泛，成本低廉，使用方便，制备方法简单，易于实现大规模生产；本发明中各原料起协同作用，通过螯合、沉淀、吸附等复合作用，快速有效地稳定土壤中的砷化合物，能有效的降低有效态砷含量，减少环境风险，同时不产生二次污染，使用效果好。

Description

一种用于治理土壤砷污染的药剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及土壤治理领域，具体是一种用于治理土壤砷污染的药剂。
背景技术
近年来，由重金属引起的环境污染及其健康危害已引起广泛关注。砷(As)作为“五毒元素”(汞、镉、铅、铬、砷)之一，其环境危害和健康安全特别受到重视。砷的化合物具有致癌、致畸、致突变等性质。砷中毒是以皮肤为主的全身性疾病，它可以危害人体的皮肤、呼吸、消化、泌尿、心血管、神经、造血***等。由于砷污染地下水的开采、含砷农药化肥的使用、金属冶炼以及矿山开采导致我国大量土地出现严重的砷污染。土壤环境中的砷通过食物、饮用水和呼吸进入人体，超过限量会引起人体砷中毒。
土壤中的砷元素主要以无机态存在，主要有+3和+5两种价态，土壤中砷的一部分被牢固的固定在土壤中，而另一部分则会从土壤组分中解吸出来并随土壤溶液迁移，容易被生物利用和迁移淋失，造成环境危害。稳定化技术是一种较为成熟且经济有效的技术，该技术利用稳定剂与土壤及其中的重金属发生水化反应、氧化还原、螯合、沉淀、吸附等物理化学作用，通过改变土壤中重金属的化学形态或降低其迁移性，从而达到修复治理的效果。稳定化修复技术的核心在于选择一种经济而有效且安全的稳定化药剂，但是目前针对土壤中砷污染的稳定化药剂尚未出现，具有广阔的市场前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于治理土壤砷污染的药剂，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于治理土壤砷污染的药剂，由以下原料按照重量份组成：硅藻土15-22份、蒙脱石8-12份、木质素磺酸钠5-9份、秸秆3-6份、矿渣12-18份、胶凝材料12-20份、铁粉8-15份、柠檬酸2-5份、马齿苋5-10份和活性炭6-12份。
作为本发明进一步的方案：胶凝材料采用硅酸盐水泥、石膏、水玻璃以及合成树脂中的一种或者几种的混合物。
作为本发明进一步的方案：秸秆采用玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆和小麦秸秆中的一种或者几种的混合物，铁粉的粒度为100-150目。
所述用于治理土壤砷污染的药剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将蒙脱石、秸秆和矿渣粉碎至160-200目，再与硅藻土混合并且在180-230摄氏度下活化25-40分钟，得到第一混合物，备用；
步骤二，将马齿苋采用超临界二氧化碳萃取法萃取，得到马齿苋萃取液；
步骤三，将第一混合物、马齿苋萃取液、木质素磺酸钠、胶凝材料、铁粉、柠檬酸和活性炭投入在一起，经过充分搅拌，得到混合均匀的混合物；
步骤四，将混合物经过喷雾造粒，即可得到成品。
作为本发明进一步的方案：步骤三的搅拌速度为120-180rpm。
所述用于治理土壤砷污染的药剂的使用方法，具体步骤如下：将该药剂添加至土壤中，喷洒适量的水并且混合搅拌，药剂与土壤的重量之比为3-6：10，充分混合后常温养护3-5天即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中原料来源广泛，成本低廉，使用方便，制备方法简单，易于实现大规模生产；本发明中各原料起协同作用，通过螯合、沉淀、吸附等复合作用，快速有效地稳定土壤中的砷化合物，能有效的降低有效态砷含量，减少环境风险，同时不产生二次污染，使用效果好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种用于治理土壤砷污染的药剂，由以下原料按照重量份组成：硅藻土15份、蒙脱石8份、木质素磺酸钠5份、秸秆3份、矿渣12份、胶凝材料12份、铁粉8份、柠檬酸2份、马齿苋5份和活性炭6份。胶凝材料采用硅酸盐水泥、水玻璃以及合成树脂的混合物。
所述用于治理土壤砷污染的药剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将蒙脱石、秸秆和矿渣粉碎至160目，再与硅藻土混合并且在180摄氏度下活化25分钟，得到第一混合物，备用；
步骤二，将马齿苋采用超临界二氧化碳萃取法萃取，得到马齿苋萃取液；
步骤三，将第一混合物、马齿苋萃取液、木质素磺酸钠、胶凝材料、铁粉、柠檬酸和活性炭投入在一起，经过充分搅拌，得到混合均匀的混合物；
步骤四，将混合物经过喷雾造粒，即可得到成品。
所述用于治理土壤砷污染的药剂的使用方法，具体步骤如下：将该药剂添加至土壤中，喷洒适量的水并且混合搅拌，药剂与土壤的重量之比为3：10，充分混合后常温养护4天即可。
实施例2
一种用于治理土壤砷污染的药剂，由以下原料按照重量份组成：硅藻土17份、蒙脱石10份、木质素磺酸钠7份、秸秆4.5份、矿渣15份、胶凝材料15份、铁粉11份、柠檬酸3份、马齿苋7份和活性炭9份。秸秆采用玉米秸秆、高粱秸秆和小麦秸秆的混合物，铁粉的粒度为120目。
所述用于治理土壤砷污染的药剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将蒙脱石、秸秆和矿渣粉碎至180目，再与硅藻土混合并且在200摄氏度下活化30分钟，得到第一混合物，备用；
步骤二，将马齿苋采用超临界二氧化碳萃取法萃取，得到马齿苋萃取液；
步骤三，将第一混合物、马齿苋萃取液、木质素磺酸钠、胶凝材料、铁粉、柠檬酸和活性炭投入在一起，在120rpm的转速下充分搅拌，得到混合均匀的混合物；
步骤四，将混合物经过喷雾造粒，即可得到成品。
所述用于治理土壤砷污染的药剂的使用方法，具体步骤如下：将该药剂添加至土壤中，喷洒适量的水并且混合搅拌，药剂与土壤的重量之比为1：2，充分混合后常温养护5天即可
实施例3
一种用于治理土壤砷污染的药剂，由以下原料按照重量份组成：硅藻土20份、蒙脱石11份、木质素磺酸钠8份、秸秆5份、矿渣17份、胶凝材料18份、铁粉14份、柠檬酸4份、马齿苋9份和活性炭10份。胶凝材料采用硅酸盐水泥。秸秆采用玉米秸秆和高粱秸秆的混合物，铁粉的粒度为140目。
所述用于治理土壤砷污染的药剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将蒙脱石、秸秆和矿渣粉碎至190目，再与硅藻土混合并且在210摄氏度下活化35分钟，得到第一混合物，备用；
步骤二，将马齿苋采用超临界二氧化碳萃取法萃取，得到马齿苋萃取液；
步骤三，将第一混合物、马齿苋萃取液、木质素磺酸钠、胶凝材料、铁粉、柠檬酸和活性炭投入在一起，经过充分搅拌，得到混合均匀的混合物；
步骤四，将混合物经过喷雾造粒，即可得到成品。
所述用于治理土壤砷污染的药剂的使用方法，具体步骤如下：将该药剂添加至土壤中，喷洒适量的水并且混合搅拌，药剂与土壤的重量之比为2：5，充分混合后常温养护3天即可
实施例4
一种用于治理土壤砷污染的药剂，由以下原料按照重量份组成：硅藻土22份、蒙脱石12份、木质素磺酸钠9份、秸秆6份、矿渣18份、胶凝材料20份、铁粉15份、柠檬酸5份、马齿苋10份和活性炭12份。胶凝材料采用硅酸盐水泥、石膏、水玻璃以及合成树脂的混合物。秸秆采用玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆和小麦秸秆的混合物，铁粉的粒度为150目。
所述用于治理土壤砷污染的药剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将蒙脱石、秸秆和矿渣粉碎至200目，再与硅藻土混合并且在200摄氏度下活化40分钟，得到第一混合物，备用；
步骤二，将马齿苋采用超临界二氧化碳萃取法萃取，得到马齿苋萃取液；
步骤三，将第一混合物、马齿苋萃取液、木质素磺酸钠、胶凝材料、铁粉、柠檬酸和活性炭投入在一起，在150rpm的转速下充分搅拌，得到混合均匀的混合物；
步骤四，将混合物经过喷雾造粒，即可得到成品。
作为本发明进一步的方案：步骤三的搅拌速度为120-180rpm。
所述用于治理土壤砷污染的药剂的使用方法，具体步骤如下：将该药剂添加至土壤中，喷洒适量的水并且混合搅拌，药剂与土壤的重量之比为3：5，充分混合后常温养护5天即可。
矿渣含有一定量的铝氧化物，具有良好的吸附和稳固砷的作用，硅藻土和蒙脱石的比表面积大，孔隙多，有较强的吸附性、离子交换性和膨胀性，经过活化后，扩大孔道截面和孔容，改善其表面性能，达到提高其吸附能力的目的，对砷化合物具有一定的吸附作用，木质素磺酸钠可以与砷化合物螯合，胶凝材料可以与砷化合物形成沉淀，不会造成二次污染；铁粉、柠檬酸、马齿苋萃取液和活性炭配合使用，活性炭通过吸附作用稳定化土壤中的砷，土壤中的AsO4 3-和AsO3 3-容易与Fe生成难溶的沉淀化合物。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种用于治理土壤砷污染的药剂，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：硅藻土15-22份、蒙脱石8-12份、木质素磺酸钠5-9份、秸秆3-6份、矿渣12-18份、胶凝材料12-20份、铁粉8-15份、柠檬酸2-5份、马齿苋5-10份和活性炭6-12份。
2.根据权利要求1所述的用于治理土壤砷污染的药剂，其特征在于，所述胶凝材料采用硅酸盐水泥、石膏、水玻璃以及合成树脂中的一种或者几种的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的用于治理土壤砷污染的药剂，其特征在于，所述秸秆采用玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆和小麦秸秆中的一种或者几种的混合物，铁粉的粒度为100-150目。
4.一种如权利要求1-3任一所述的用于治理土壤砷污染的药剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，将蒙脱石、秸秆和矿渣粉碎至160-200目，再与硅藻土混合并且在180-230摄氏度下活化25-40分钟，得到第一混合物，备用；
步骤二，将马齿苋采用超临界二氧化碳萃取法萃取，得到马齿苋萃取液；
步骤三，将第一混合物、马齿苋萃取液、木质素磺酸钠、胶凝材料、铁粉、柠檬酸和活性炭投入在一起，经过充分搅拌，得到混合均匀的混合物；
步骤四，将混合物经过喷雾造粒，即可得到成品。
5.根据权利要求4所述的用于治理土壤砷污染的药剂的制备方法，其特征在于，所述步骤三的搅拌速度为120-180rpm。
6.一种如权利要求1-3所述的用于治理土壤砷污染的药剂的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：将该药剂添加至土壤中，喷洒适量的水并且混合搅拌，药剂与土壤的重量之比为3-6：10，充分混合后常温养护3-5天即可。
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