本發(fā)明涉及一種銅鎳污染場地修復(fù)材料的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

污染場地是土壤污染的一個重要方面。由于歷史上缺乏必要的城市規(guī)劃,我國很多工業(yè)企業(yè)建在城市中也區(qū)內(nèi),但隨著城市化進(jìn)程日益深入,許多企業(yè)需要搬出城市,遺留場地的開發(fā)再利用問題越顯突出,成為城市化進(jìn)程面臨的一個巨大挑戰(zhàn),更是一個亟待解決的問題。大部分工業(yè)企業(yè)搬遷后遺留場地都存在著一定程度的污染,如果這些場地未經(jīng)環(huán)境調(diào)查評估及修復(fù)就直接由原來的工業(yè)用地轉(zhuǎn)變?yōu)樽≌⑸虡I(yè)、公園、公共服務(wù)等用地,就可能存在潛在風(fēng)險。目前，重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要分為兩類：原位修復(fù)和異位修復(fù)，其中異位修復(fù)由于高成本和工程量大等特點(diǎn)只適用于小面積、突發(fā)性重度污染土壤。原位修復(fù)主要包括：物理修復(fù)、生物修復(fù)、化學(xué)修復(fù)等?；瘜W(xué)修復(fù)法通過選擇合適的土壤改良劑，對重金屬進(jìn)行吸附、氧化還原、沉淀等降低重金屬的生物有效性，由于操作方便和治理快速的特性，使其成為近年來污染土壤修復(fù)的研究熱點(diǎn)。

目前，常用的化學(xué)改良劑有：堿性改良劑，如磷灰石、石灰、赤泥、碳酸鈣等；無機(jī)改良劑，如粘土礦物，海泡石、沸石等；有機(jī)質(zhì)如泥炭；環(huán)境材料，如煤基營養(yǎng)材料、高分子保水材料及吸附性礦物材料等。我國天然膨潤土的儲量僅次于美國，居于世界第二位，并且膨潤土由于具有比表面積大、吸附性強(qiáng)、高分散性等特征，所以得到了眾多研究者的重視。研究表明膨潤土對Cd、Cr和Pb離子的吸附效果明顯好于其他的礦物和土壤礦物.

鑒于我國土壤銅鎳污染的嚴(yán)重性，亟需開發(fā)一種經(jīng)濟(jì)、高效、實(shí)用的治理技術(shù)來修復(fù)銅鎳污染土壤。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種銅鎳污染土壤修復(fù)材料的制備方法及應(yīng)用。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種銅鎳污染土壤修復(fù)材料的制備方法，包括如下步驟：

1)浸漬：將改性膨潤土分散在水中，在微波震蕩條件下，加入氧化鈣；

2)研磨：將第一步中制得的材料抽濾，干燥，研磨。

優(yōu)選的，所述步驟1中改性膨潤土與氧化鈣的質(zhì)量比為1～4：9～6。

優(yōu)選的，所述改性膨潤土為鈉基膨潤土。

優(yōu)選的，本發(fā)明還提供了所述改性膨潤土的制備方法，具體包括如下步驟：

1)將鈣基膨潤土加水配成溶液；

2)加入鈉鹽，攪拌，鈉化；

3)加入碳酸氫鈉，調(diào)節(jié)pH；

4)抽濾，乙醇沖洗，干燥，研磨。

優(yōu)選的，所述鈣基膨潤土配制為10～15％溶液。

優(yōu)選的，所述鈉鹽為碳酸鈉；所述鈣基膨潤土與鈉鹽的摩爾比為1.5～2.5:0.6～1.5

本發(fā)明還提供了一種銅鎳污染土壤修復(fù)材料在鉛污染土壤原位修復(fù)中的應(yīng)用；將制備的銅鎳污染土壤修復(fù)材料投加到土壤中，再加水，混合均勻。

優(yōu)選的，土壤中的修復(fù)材料與水的比例為1：1～1：10。

本發(fā)明制備的鈉基膨潤土具有比表面積大，pH值高，微孔結(jié)構(gòu)豐富等特性，鈉基膨潤土與生石灰復(fù)合而成的修復(fù)材料，能提高對土壤銅鎳的固化效果；該修復(fù)技術(shù)適合于原位修復(fù)，材料制備方法簡單。此外，本發(fā)明中的鈉基膨潤土是利用鈣基膨潤土制備而成的，我國天然膨潤土以鈣基膨潤土居多，因此材料制備成本低；本發(fā)明所述修復(fù)材料可用于較高濃度銅鎳污染土壤的修復(fù)，修復(fù)效率高。

附圖說明

圖1是實(shí)施例5不同時間下材料對土壤中銅鎳的固化效果；

圖2是實(shí)施例6不同投加量的生物炭對銅鎳的固化效果；

圖3是實(shí)施例6不同投加量修復(fù)材料對銅鎳的固化效果；

圖4是實(shí)施例6修復(fù)材料的單位固銅鎳量的比較。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種銅鎳污染土壤修復(fù)材料的制備方法，包括如下的步驟：

一種改性膨潤土的制備方法，包括如下步驟：

1)將鈣基膨潤土加水配成一定質(zhì)量的溶液；

2)加入鈉鹽，攪拌，鈉化；

3)加入碳酸氫鈉，調(diào)節(jié)pH；

4)抽濾，用乙醇沖洗，干燥，研磨，過篩。

本發(fā)明制備的銅鎳污染土壤修復(fù)材料可應(yīng)用于銅鎳污染土壤原位修復(fù)。

銅鎳污染土壤的原位修復(fù)方法，將制備的銅鎳污染土壤修復(fù)材料投加到土壤中，再加水，混合均勻。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明：

實(shí)施例1：

鈉基膨潤土的制備方法，具體包括如下步驟：

1)將天然鈣基膨潤土加水配成10％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液；

2)加入摩爾比為2:1的碳酸鈉，攪拌，鈉化；

3)加入碳酸氫鈉，調(diào)節(jié)pH為9；

4)抽濾，用乙醇沖洗，干燥，研磨，過120目篩。

實(shí)施例2：

一種銅鎳污染土壤修復(fù)材料的制備方法，步驟為：

1)浸漬：將改性膨潤土分散在水中，微波，加入氧化鈣，攪拌均勻；

2)研磨：將所得材料抽濾，干燥，研磨。

實(shí)施例3：

人工模擬銅鎳污染土壤的制備：

本實(shí)例采用室內(nèi)試驗，供試土壤為采自廣州市番禺區(qū)的未受污染土壤，采集后風(fēng)干，過60目篩，密封儲存于干燥器中備用。

銅鎳污染土壤的制備方法如下：

(1)稱取上述土壤100g于燒杯內(nèi)，加入500ml硝酸銅、硝酸鎳溶液，磁力攪拌；

(2)攪拌完后，離心，再用去離子水洗滌土壤，離心收集上清液；

(3)將土樣風(fēng)干，研磨，置于廣口瓶中；

(4)土壤污染采用酸消解法進(jìn)行消解后，用0.45μm的濾膜過濾，用火焰原子吸收分光光度計測定消解液和上清液中的Cu²⁺、Ni²⁺濃度；

(5)土壤中Cu²⁺、Ni²⁺的含量根據(jù)質(zhì)量守恒定律來算，即通過土壤中加入的Cu²⁺、Ni²⁺總量減去上清液中含有的Cu²⁺、Ni²⁺量，最終土壤中Cu、Ni含量為443.1、175.6mg/kg。

實(shí)施例4：

不同時間下材料對土壤中銅鎳的修復(fù)效果探究：

稱取2.0g污染土于50ml離心管中，以2％、2％、2％、2％(w/w)的比例投加鈣基膨潤土、鈉基膨潤土、氧化鈣和復(fù)合材料，每組3個平行，每個土樣加入去離子水，搖勻后，將離心管置于振蕩器上，于室溫條件下分別修復(fù)1d、3d、5d、7d。

為評價復(fù)合材料對銅鎳污染土壤的修復(fù)效果，采用硫酸硝酸法測定修復(fù)前后土壤中浸出銅鎳含量，具體步驟為：將修復(fù)后的土壤樣品離心去掉上清液，用移液管加入20mL提取劑，置于翻轉(zhuǎn)式振蕩裝置上，在室溫(25±2℃)下，轉(zhuǎn)速為30r/min，提取18h。取下，離心，過濾，用火焰原子吸收法測定濾液中銅鎳的濃度。銅鎳固化率的計算公式如下：

固化率(％)＝(1－修復(fù)后土壤濾液中銅鎳濃度/對照組濃度)×100％

由圖1可知，4種材料對Cu的修復(fù)效果均隨修復(fù)時間增大而增強(qiáng)。修復(fù)7d后，鈣基膨潤土、鈉基膨潤土、氧化鈣和復(fù)合材料對銅的固化率分別為40％、48％、55％和59％；

由圖2可知，4種材料對Ni的修復(fù)效果均隨修復(fù)時間增大而增強(qiáng)。修復(fù)7d后，鈣基膨潤土、鈉基膨潤土、氧化鈣和復(fù)合材料對鎳的固化率分別為44％、57％、64％和72％。

實(shí)施例5：

材料最佳投加量確定實(shí)驗：

為探究復(fù)合材料的投加量對土壤中銅鎳的固化效果的影響，確定最佳投加量，分別設(shè)置5個實(shí)驗組，每組2g土壤，8ml水，三個平行。復(fù)合材料的投加量為0、1％、3％、5％和7％(w/w)。將樣品置于搖床中，經(jīng)1d，3d，5d，7d，14d后，采用上述實(shí)施例5中的方法測定銅鎳的濃度。

由圖3可知，當(dāng)修復(fù)時間從7d到14d時，材料對Cu的固化率變化趨于平行，故選擇14d為最佳修復(fù)時間修復(fù)。修復(fù)14d后，復(fù)合材料的投加量對土壤中銅的固化效果的影響如圖3所示。圖4表明，復(fù)合材料對鎳的固化率隨投加量的增大而增大，投加量由1％增加到7％時，固化率從48％上升到了73％，故確定7％為復(fù)合材料的最佳投加量。