專利名稱：用于治理重金屬污染土壤的含蒙脫土固化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污染土壤治理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于治理重金屬污染土壤的含 蒙脫土固化劑。
背景技術(shù)：
目前，重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要有換填法，生物修復(fù)法，化學(xué)固定法，電動(dòng) 修復(fù)法等。其中，換填法只適用于小面積、重度污染土壤；生物修復(fù)法具有處理費(fèi)用低、可達(dá) 到較高的清潔水平等優(yōu)點(diǎn)，但所需修復(fù)時(shí)間較長、受污染物類型限制較大；電動(dòng)修復(fù)法在不 同土質(zhì)土壤中效果不一，甚至有相反作用，且成本高操作設(shè)備復(fù)雜，不利于大面積使用。重 金屬污染土壤固化修復(fù)技術(shù)是通過添加不同外源物質(zhì)(即固化劑)固定土壤中重金屬元素， 達(dá)到降低重金屬遷移性和生物有效性的一種重要方法。由于操作方便和效果快速，使其在 污染土壤治理過程中有著不可代替的作用。采用實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)，一方面可以評(píng)估這些固定物 質(zhì)在土壤中對(duì)重金屬離子的固定效率；另一方面可以評(píng)估重金屬的溶出、釋放和生物毒性 等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。目前，主要的固化劑有水泥、石灰、粉煤灰等。其主要缺點(diǎn)有適用面較窄，即有些 固化劑對(duì)于某些重金屬離子有效而對(duì)于另外的則效果較差；成本高；有些固化劑本身存在 二次污染，如粉煤灰；固化劑長期固化效果不穩(wěn)定，如有機(jī)質(zhì)固化劑兩三年后易分解從而被 固定住的重金屬離子有重新釋放的危險(xiǎn)。而且采用上述固化劑進(jìn)行污染土壤治理，雖然治理后的污染土壤可以作為地基、 路基等填充料使用，但是往往治理污染土壤的周邊沒有此類的建筑施工作業(yè)，而添加水泥、 石灰等固化劑后的污染土壤上也不能種植植被，只能深埋入地下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種用于治理重金屬污染土 壤的含蒙脫土固化劑，該固化劑采用蒙脫土替代部分水泥、粉煤灰和生石灰等對(duì)土壤的破 壞很明顯的傳統(tǒng)固化劑，從而降低固化劑中這些物質(zhì)的含量，提供一種高效、經(jīng)濟(jì)、通用性 廣的重金屬污染土壤固化劑。并且可以解決固化產(chǎn)物的二次利用問題。本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成
一種用于治理重金屬污染土壤的含蒙脫土固化劑，其特征在于所述固化劑的重量百分 比為水泥25-40%、蒙脫土 40%-65%、生石灰10%_20%。所述固化劑的重量百分比為水泥30-40%、蒙脫土 40%_60%、生石灰10%_15%。所述固化劑的重量百分比為水泥30%_40%、蒙脫土 50%_55%、生石灰10%_15%。所述固化劑的使用方法為將所述固化劑直接添加至重金屬污染土壤并混勻，添 加比例為污染土壤重量的10%-20%。所述固化劑用于鉛污染土壤的治理。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是蒙脫土固定住重金屬離子的同時(shí)，不會(huì)有二次污染的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)原土的性質(zhì)不會(huì)有顯著的改變。蒙脫土的礦物組成非常接近于原狀粉質(zhì)粘土，避免了水泥和 生石灰對(duì)土體結(jié)構(gòu)所造成較大破壞。這一優(yōu)勢(shì)使得此種固化劑對(duì)于受到重金屬面源污染的 農(nóng)用地修復(fù)效果尤其顯著，具有良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。
具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè) 技術(shù)人員的理解
本發(fā)明各個(gè)組分的選擇思路為水泥作為主要的膠結(jié)劑在較高的堿性環(huán)境下容易和重 金屬離子(如Pb，Gd等)形成難溶的復(fù)合物，從而穩(wěn)定住重金屬離子；蒙脫土吸附土壤中重 金屬離子，并且可以利用水泥的包裹作用固定住被吸附的重金屬離子；而生石灰主要用來 提供一個(gè)較高的堿性環(huán)境，因?yàn)樵谳^高的堿性環(huán)境下固化產(chǎn)物的固定效果最佳。蒙脫土的成分分析如下
樣品名稱Na2OMgOAl2O3SiO2SO3K2OCaOTiO2Cr2O3MnOFe2O3SrOBaO粉質(zhì)粘土1. 951. 889. 3259. 20. 041. 964. 120. 62一0. 073. 290. 02一蒙脫土3. 683. 1513. 951. 2一0. 772. 320. 08一0. 031. 20. 02一
從上表中可以明顯看出蒙脫土的礦物組成非常接近于實(shí)驗(yàn)中所用的原狀粉質(zhì)粘土。而 且在實(shí)際的農(nóng)業(yè)應(yīng)用中，由于蒙脫土所具有的吸附性能，可使粘性土壤增大通透性，故能改 良土壤。在種植果木、蔬菜、花草、糧食等植物的土壤中拌入蒙脫土能調(diào)節(jié)土壤中的水分和 空氣，保肥保水，防止霉根、爛根和曝曬死亡等現(xiàn)象出現(xiàn)，促進(jìn)植物茁壯生長。而且可作為農(nóng) 藥、肥料的載體，加工成為長效的肥料或者農(nóng)藥來使用。而水泥和石灰的主要成分均為氧化鈣，添加入土壤之后，會(huì)使土壤的性狀不斷的 堿化，這樣植物的酸堿平衡被破壞，導(dǎo)致植物的生長發(fā)育不良，嚴(yán)重者會(huì)死亡。故此在固化后的土壤中嘗試種植耐堿的草坪建植行業(yè)常見的草坪草，以比對(duì)減少 水泥、石灰，增加蒙脫土后，對(duì)于土壤的影響。由于水泥、石灰及蒙脫土三者所起到的作用不同，以下三者的配比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn) 過程如下
(1)在未受到污染的原狀土中加入重金屬污染物，并充分混合均勻得到配制污染土；
(2)在污染土中添加固化劑并養(yǎng)護(hù)28天得到固化產(chǎn)物；
(3)主要參照美國環(huán)?？偩值亩拘越龀绦?即TCLP)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)利用去離子水作為浸 出液進(jìn)行對(duì)照，對(duì)固化產(chǎn)物進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證固化效果；
(4)將固化產(chǎn)物裝入陶瓷壇中，每壇裝土IOkg并均勻撒播精選的高羊茅草種子20粒， 出苗后間苗，每壇留10株，并在播種1個(gè)月后開始記錄株高，每隔10天記錄一次。其中，土壤污染物為鉛離子，其污染水平為10000 mg/L;固化劑總摻量為15%，既 添加量近似為土壤重量的17. 6%。其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下
表1
425水泥石灰海泡石TCLP (mg/L)去離子水浸出(mg/L)發(fā)芽率(％)40天葉片狀況100%--0. 600-67%33%-010. 350-33%-67%6. 83024. 6呈草綠色，葉尖枯黃40%-60%5. 13025%10%65%4. 5013.4黃色，部分枯黃
權(quán)利要求
一種用于治理重金屬污染土壤的含蒙脫土固化劑，其特征在于所述固化劑的重量百分比為水泥25 40%、蒙脫土40% 65%、生石灰10% 20%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于治理重金屬污染土壤的含蒙脫土固化劑，其特征在 于所述固化劑的重量百分比為水泥30-40%、蒙脫土 40%-60%、生石灰10%-15%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于治理重金屬污染土壤的含蒙脫土固化劑，其特征在 于所述固化劑的重量百分比為水泥30%-40%、蒙脫土 50%-55%、生石灰10%-15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種用于治理重金屬污染土壤的含蒙脫土固化劑，其 特征在于所述固化劑的使用方法為將所述固化劑直接添加至重金屬污染土壤并混勻，添 加比例為污染土壤重量的10%-20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種用于治理重金屬污染土壤的含蒙脫土固化劑，其 特征在于所述固化劑用于鉛污染土壤的治理。
全文摘要
本發(fā)明涉及污染土壤治理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于治理重金屬污染土壤的含蒙脫土固化劑。所述固化劑的重量百分比為水泥25-40%、蒙脫土40%-65%、生石灰10%-20%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是蒙脫土固定住重金屬離子的同時(shí)，不會(huì)有二次污染的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)原土的性質(zhì)不會(huì)有顯著的改變。蒙脫土的礦物組成非常接近于原狀粉質(zhì)粘土，避免了水泥和生石灰對(duì)土體結(jié)構(gòu)所造成較大破壞。這一優(yōu)勢(shì)使得此種固化劑對(duì)于受到重金屬面源污染的農(nóng)用地修復(fù)效果尤其顯著，具有良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。
文檔編號(hào)C09K17/06GK101962554SQ201010288480
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者吳曉峰, 席永慧 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)