一種鉛鋅復(fù)合污染土壤固定化藥劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種鉛鋅復(fù)合污染土壤固定化藥劑及其制備方法，組分為：過磷酸鈣 30~45；草木灰 10~20；凹凸棒土 5~10；吸附劑 5~10；二硫代氨基甲酸鈉 5~10；生物碳 5~45；將各組分按照比例混合之后，粉磨至200目以下得藥劑。根據(jù)鉛鋅復(fù)合污染場地土壤量稱量質(zhì)量比為5～10%藥劑溶于質(zhì)量濃度為1~5%的十二烷基磺酸鈣溶液制作成分散體系；將分散體系攪拌到土壤中，充分混合后并進行2~5次碾壓，養(yǎng)護20~30d，鉛的浸出降低80%以上，鋅的浸出降低70%以上，修復(fù)后的污染土壤有機質(zhì)含量增加，固化體可用作種植土壤使用。
【專利說明】
一種鉛鋅復(fù)合污染土壤固定化藥劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及固體廢棄物再利用領(lǐng)域，尤其是涉及鉛鋅復(fù)合污染土壤的固化穩(wěn)定化技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著采礦和冶煉業(yè)的迅速發(fā)展，礦冶周邊地區(qū)土壤重金屬污染已成為環(huán)境污染熱點問題之一。礦業(yè)活動產(chǎn)生的“三廢”中的酸性、堿性、毒性或重金屬成分，通過徑流和大氣擴散會污染水、大氣、土壤及生物環(huán)境，其影響的區(qū)域遠遠超過了礦區(qū)的范圍。根據(jù)有關(guān)學(xué)者等對典型礦冶周邊地區(qū)土壤重金屬污染及有效性含量的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，典型礦冶周邊地區(qū)土壤中重金屬污染嚴重，礦區(qū)土壤主要污染元素為Pb、Zn、As、Cr、Cu、Cd，其污染程度均遠遠高于國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標準，其中污染最嚴重的為Pb、Zn，含量超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標準10?20倍以上。
[0003]我國以銅礦與鉛鋅礦開采量最大，對生態(tài)環(huán)境的破壞也較大。鉛鋅礦開發(fā)對水體的污染嚴重，對礦山周圍農(nóng)田及農(nóng)作物危害較大，通過食物鏈影響附近居民的身體健康。
[0004]土壤重金屬污染具有隱蔽性、長期性和不可逆性的特點。土壤中有害重金屬積累到一定程度，不僅會導(dǎo)致土壤退化、農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降，而且還可以通過徑流、淋失作用污染地表和地下水，并可能直接毒害植物或通過食物鏈途徑危害人體的健康。因此，修復(fù)重金屬污染土壤，恢復(fù)土壤原有功能，一直是國際上研究的難點和熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對鉛鋅復(fù)合污染土壤，提供一種鉛鋅復(fù)合污染土壤固化穩(wěn)定化藥劑，固化重金屬鉛鋅，降低鉛鋅的水溶態(tài)含量，減低其生物有效性和危害毒性。本發(fā)明的目的是通過以下方案實現(xiàn)的:
一種鉛鋅復(fù)合污染土壤固化定藥劑，所述藥劑組分包括:過磷酸鈣、草木灰、凹凸棒土、吸附劑、二硫代氨基甲酸鈉和生物碳，各成分的重量份數(shù)比為:
過磷酸鈣30?45;
草木灰10?20;
凹凸棒土5?10;
吸附劑5?10;
二硫代氨基甲酸鈉5?10;
生物碳5?45。
[0006]進一步的，所述吸附劑為活性氧化鋁、活性炭、硅膠或硅藻土。
[0007]進一步的，所述藥劑的成分及重量份數(shù)比為:
過磷酸鈣40;
草木灰20;
凹凸棒土5; 娃藻土5 ；
二硫代氨基甲酸鈉5;
生物碳20。
[0008]一種鉛鋅復(fù)合污染土壤固定化藥劑的制備方法，所述藥劑組分包括:過磷酸鈣、草木灰、凹凸棒土、吸附劑、二硫代氨基甲酸鈉和生物碳，各成分的重量份數(shù)比為:
過磷酸鈣30?45;
草木灰10?20;
凹凸棒土5?10;
吸附劑5?10;
二硫代氨基甲酸鈉5?10;
生物碳5?45;
將各組分按照比例混合之后，粉磨至200目以下得所述藥劑。
[0009]所述制備方法制備的藥劑的使用方法，包括以下步驟:
A、根據(jù)鉛鋅復(fù)合污染場地土壤量稱量所述藥劑，藥劑添加量為土壤質(zhì)量的5?10%;再配制質(zhì)量濃度為1~5%的十二烷基磺酸鈣溶液作為分散劑;將所述藥劑與分散劑混合攪拌制作成分散體系。
[0010]B、將所述分散體系攪拌到土壤中，充分混合后并進行2?5次碾壓，養(yǎng)護20~30d。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
1、適用于鉛鋅復(fù)合污染場地固化穩(wěn)定化；
2、修復(fù)后的污染土壤有機質(zhì)含量增加；
3、土壤pH值改變較??；
4、固化體可用作種植土壤使用。
【具體實施方式】
[0012]實施例1
一種鉛鋅復(fù)合污染土壤固定化藥劑，組分包括:過磷酸鈣、草木灰、凹凸棒土、吸附劑、二硫代氨基甲酸鈉和生物碳，各成分的重量份數(shù)比為:過磷酸鈣30?45;草木灰10?20;凹凸棒土 5?I O;吸附劑5?I O; 二硫代氨基甲酸鈉5?I O;生物碳5?45。
[0013]將各組分按照比例混合之后，粉磨至200目以下得所述藥劑。
[0014]所述制備方法制備的藥劑的使用方法，包括以下步驟:
A、根據(jù)鉛鋅復(fù)合污染場地土壤量稱量所述藥劑，藥劑添加量為土壤質(zhì)量的5?10%;再配制質(zhì)量濃度為1~5%的十二烷基磺酸鈣溶液作為分散劑;將所述藥劑與分散劑混合攪拌制作成分散體系。
[0015]B、將所述分散體系攪拌到土壤中，充分混合后并進行2?5次碾壓，養(yǎng)護20~30d。
[0016]這幾種物質(zhì)中，過磷酸鈣主要是對鉛起到固定作用，草木灰主要對鋅起固定作用，凹凸棒土、娃藻土、生物碳、二硫代氨基甲酸鈉對鉛鋅均起到固定作用。
[0017]根據(jù)元素的地球化學(xué)特征分析，鋅、鉛均是親硫元素，因此，可采用二硫代氨基甲酸鈉對這些重金屬元素進行穩(wěn)定化處理。二硫代氨基甲酸鈉處理重金屬污染土壤，硫與土壤中的重金屬反應(yīng)，會生成溶解度較低的金屬硫化物沉淀，然后吸附在具有較大比表面積的土壤顆粒上，從而降低重金屬污染物在土壤環(huán)境中的迀移能力，防止其對地下水及周邊環(huán)境的污染。
[0018]過磷酸鈣穩(wěn)定土壤中的鉛元素的機理是:(I)磷酸鹽溶解后釋放出的磷酸根離子與土壤中的鉛離子形成沉淀；(2)鉛被吸附在磷灰石的表面，或者取代磷灰石等難溶磷酸鹽表面的鈣離子，逐步轉(zhuǎn)化為難溶的磷酸鹽礦物;(3)另外，磷酸根會誘導(dǎo)土壤對鉛的吸附。
[0019]凹凸棒土與生物碳對重金屬有吸附作用。生物碳還有調(diào)節(jié)土壤酸堿度、透氣性能的作用，利于土壤微生物生長。
[0020]吸附劑可以選擇活性氧化鋁、活性炭、硅膠或硅藻土。吸附劑優(yōu)選硅藻土，硅藻土不僅具有很強的吸附性能，而且，其表面的硅羥基的氫可以游離出來，使硅藻土的表面在水中能帶有一定的負電荷，增強了硅藻土表面對帶正電荷的重金屬離子的吸引能力。另外，硅羥基(S1-OH)還能使重金屬離子在硅藻土表面發(fā)生絡(luò)合。
[0021]實施例2
在實施例1的基礎(chǔ)上的進一步的優(yōu)化。
[0022]將過磷酸鈣、草木灰、凹凸棒、硅藻土、二硫代氨基甲酸鈉及生物碳分別按照30%、20%、5%、5%、5%及35%的比例混合后，粉磨至200目以下，得到污染土壤的固化穩(wěn)定化藥劑。針對云南某鉛鋅復(fù)合污染場地的污染土壤，稱量土壤質(zhì)量7.5%的藥劑，加入質(zhì)量濃度為3%的十二烷基磺酸鈣溶液制作成分散體系，分散體系中藥劑與分散劑的質(zhì)量體積比為l/10(g/mL)，將此分散體系攪拌到土壤中；將土壤與分散體系充分混合并進行3次碾壓，經(jīng)過28天養(yǎng)護，鉛的浸出降低91%，鋅的浸出降低72%，修復(fù)后的污染土壤有機質(zhì)含量增加55%，土壤pH值變化在0.25，固化體可用作種植土壤使用。
[0023]實施例3
在實施例1的基礎(chǔ)上的進一步的優(yōu)化。
[0024]將過磷酸鈣、草木灰、凹凸棒、硅藻土、二硫代氨基甲酸鈉及生物碳分別按照45%、10%、5%、5%、5%及30%的比例混合后，粉磨至200目以下，得到污染土壤的固化穩(wěn)定化藥劑。針對大連某鉛鋅復(fù)合污染場地的污染土壤，稱量土壤質(zhì)量8%的藥劑，加入2.5%的十二烷基磺酸I丐溶液制作成分散體系，分散體系中藥劑與分散劑的質(zhì)量體積比為I/15 (g/mL)，將此分散體系攪拌到土壤中；將土壤與分散體系充分混合并進行3次碾壓，經(jīng)過28天養(yǎng)護，鉛的浸出降低89%，鋅的浸出降低71.2%，修復(fù)后的污染土壤有機質(zhì)含量增加65%，土壤pH值變化在0.3，固化體可用作種植土壤使用。
[0025]實施例4
將過磷酸鈣、草木灰、凹凸棒、硅藻土、二硫代氨基甲酸鈉及生物碳分別按照40%、20%、5%、5%、5%及25%的比例混合后，粉磨至200目以下，得到污染土壤的固化穩(wěn)定化藥劑。針對湖南某鉛鋅復(fù)合污染場地的污染土壤，稱量土壤質(zhì)量10%的固化劑，加入5%的十二烷基磺酸鈣溶液制作成分散體系，分散體系中藥劑與分散劑的質(zhì)量體積比為l/10(g/mL)，然后將此分散體系攪拌到土壤中；將土壤與分散體系充分混合并進行3次碾壓，經(jīng)過28天養(yǎng)護，鉛的浸出降低95%，鋅的浸出降低73.5%，修復(fù)后的污染土壤有機質(zhì)含量增加60%，土壤pH值變化在0.15，固化體可用作種植土壤使用。
【主權(quán)項】
1.一種鉛鋅復(fù)合污染土壤固定化藥劑，其特征在于:所述藥劑組分包括:過磷酸鈣、草木灰、凹凸棒土、吸附劑、二硫代氨基甲酸鈉和生物碳，各成分的重量份數(shù)比為: 過磷酸鈣30?45; 草木灰10?20; 凹凸棒土5?10; 吸附劑5?10; 二硫代氨基甲酸鈉5?10; 生物碳5?45。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藥劑，其特征在于:所述吸附劑為活性氧化鋁、活性炭、硅膠或娃藻土。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的藥劑，其特征在于:所述藥劑的成分及重量份數(shù)比為: 過磷酸鈣40; 草木灰20; 凹凸棒土5; 娃藻土5 ； 二硫代氨基甲酸鈉5; 生物碳20。4.一種鉛鋅復(fù)合污染土壤固定化藥劑的制備方法，所述藥劑組分包括:過磷酸鈣、草木灰、凹凸棒土、吸附劑、二硫代氨基甲酸鈉和生物碳，各成分的重量份數(shù)比為: 過磷酸鈣30?45; 草木灰10?20; 凹凸棒土5?10; 吸附劑5?10; 二硫代氨基甲酸鈉5?10; 生物碳5?45; 其特征在于:將各組分按照比例混合之后，粉磨至200目以下得所述藥劑。5.權(quán)利要求4所述制備方法制備的藥劑的使用方法，其特征在于:包括以下步驟: A、根據(jù)鉛鋅復(fù)合污染場地土壤量稱量所述藥劑，藥劑添加量為土壤質(zhì)量的5?10%;配制質(zhì)量濃度為I?5%的十二烷基磺酸鈣溶液作為分散劑;將所述藥劑與分散劑混合攪拌制作成分散體系； B、將所述分散體系攪拌到土壤中，充分混合后并進行2?5次碾壓，養(yǎng)護20~30d。
【文檔編號】C09K17/40GK105820821SQ201610328617
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】李春萍, 葉勇
【申請人】北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司, 北京金隅股份有限公司