本發(fā)明涉及一種土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種砷污染土壤修復(fù)劑及其制備方法。
背景技術(shù):
土壤重金屬污染是指由于人類活動(dòng),土壤中的微量金屬元素在土壤中的含量超過(guò)背景值,過(guò)量沉積而引起的含量過(guò)高,統(tǒng)稱為土壤重金屬污染。而農(nóng)田土壤重金屬污染有巨大的危害性,土壤中重金屬污染不但會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)和品質(zhì)下降,還會(huì)通過(guò)土壤-植物系統(tǒng),經(jīng)食物鏈進(jìn)人人體,危害人體健康和生命安全。土壤重金屬污染有隱蔽性、危害的滯后性、長(zhǎng)期性以及生物鏈對(duì)重金屬的生物富集等特點(diǎn),這些決定著若對(duì)土壤重金屬污染認(rèn)識(shí)和治理滯后將帶來(lái)難以預(yù)料的嚴(yán)重后果。重金屬污染已呈日趨嚴(yán)重之勢(shì),對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康影響最大的重金屬主要有Hg、Cd、Pb和As等,重金屬砷是地下水中的主要污染物,由于工業(yè)的發(fā)展,大量采礦、燃煤、造紙、顏料等工業(yè)廢水的排放,使得地下水中重金屬砷含量急劇增加,嚴(yán)重影響人體健康和生態(tài)環(huán)境安全;砷在地下水環(huán)境中主要以無(wú)機(jī)砷As(III)和As(V)的形態(tài)存在,且前者的毒性很大,約為后者的60倍,因此對(duì)砷污染土壤的治理和修復(fù),是十分緊迫的任務(wù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種砷污染土壤修復(fù)劑及其制備方法,以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種砷污染土壤修復(fù)劑,按照重量份的主要原料為:鈣基膨潤(rùn)土20-30份、鵝卵石20-30份、黃原膠15-20份、聚酯纖維15-18份、廢棄茶葉渣8-12份、碳酸氫鈉1-4份。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述砷污染土壤修復(fù)劑,按照重量份的主要原料為:鈣基膨潤(rùn)土23-27份、鵝卵石24-26份、黃原膠16-19份、聚酯纖維16-17份、廢棄茶葉渣9-11份、碳酸氫鈉2-3份。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述砷污染土壤修復(fù)劑,按照重量份的主要原料為:鈣基膨潤(rùn)土25份、鵝卵石25份、黃原膠18份、聚酯纖維17份、廢棄茶葉渣10份、碳酸氫鈉3份。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述鵝卵石的粒徑為200-300μm。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述聚酯纖維的長(zhǎng)度為50-100μm。
所述的砷污染土壤修復(fù)劑的制備方法,具體步驟為:
(1)首先,向鈣基膨潤(rùn)土中加水得到混合漿體,使其含水率為22%-26%,隨后擠壓制成5mm直徑的顆粒;
(2)然后,將顆粒與鵝卵石、黃原膠、廢棄茶葉渣混合均勻,堆積18h后得到混合物I;
(3)其次,混合物I進(jìn)行超聲波處理,超聲波處理的溫度為40℃-45℃,時(shí)間為1-2h,得到混合物II;
(4)接著,將混合物II與聚酯纖維、碳酸氫鈉進(jìn)行高壓均質(zhì)處理,在45-55℃下混合5-10分鐘,壓強(qiáng)為15-20MPa;隨后置于8℃溫度下低溫烘干,得到混合物III;
(5)最后,將混合物III進(jìn)行微膠囊化包裝,即得砷污染土壤修復(fù)劑。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:步驟(1)中混合漿體的含水率為24%。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:步驟(3)中超聲波處理的溫度為43℃,時(shí)間為1.5h。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:步驟(4)中在50℃下混合8分鐘,壓強(qiáng)為18MPa。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明所制備的土壤修復(fù)劑進(jìn)行修復(fù)處理后,污染土壤中的砷濃度下降至30mg/kg以下,修復(fù)后土壤的砷濃度滿足國(guó)家二級(jí)土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求,具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和廣泛的社會(huì)效益。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
一種砷污染土壤修復(fù)劑,按照重量份的主要原料為:鈣基膨潤(rùn)土20份、鵝卵石20份、黃原膠15份、聚酯纖維15份、廢棄茶葉渣8份、碳酸氫鈉1份;所述鵝卵石的粒徑為200μm;所述聚酯纖維的長(zhǎng)度為50μm。
所述的砷污染土壤修復(fù)劑的制備方法,具體步驟為:
(1)首先,向鈣基膨潤(rùn)土中加水得到混合漿體,使其含水率為22%,隨后擠壓制成5mm直徑的顆粒;
(2)然后,將顆粒與鵝卵石、黃原膠、廢棄茶葉渣混合均勻,堆積18h后得到混合物I;
(3)其次,混合物I進(jìn)行超聲波處理,超聲波處理的溫度為40℃,時(shí)間為1h,得到混合物II;
(4)接著,將混合物II與聚酯纖維、碳酸氫鈉進(jìn)行高壓均質(zhì)處理,在45℃下混合5分鐘,壓強(qiáng)為15MPa;隨后置于8℃溫度下低溫烘干,得到混合物III;
(5)最后,將混合物III進(jìn)行微膠囊化包裝,即得砷污染土壤修復(fù)劑。
實(shí)施例2
一種砷污染土壤修復(fù)劑,按照重量份的主要原料為:鈣基膨潤(rùn)土23份、鵝卵石24份、黃原膠16份、聚酯纖維16份、廢棄茶葉渣9份、碳酸氫鈉2份;所述鵝卵石的粒徑為200μm;所述聚酯纖維的長(zhǎng)度為50μm。
所述的砷污染土壤修復(fù)劑的制備方法,具體步驟為:
(1)首先,向鈣基膨潤(rùn)土中加水得到混合漿體,使其含水率為22%,隨后擠壓制成5mm直徑的顆粒;
(2)然后,將顆粒與鵝卵石、黃原膠、廢棄茶葉渣混合均勻,堆積18h后得到混合物I;
(3)其次,混合物I進(jìn)行超聲波處理,超聲波處理的溫度為40℃,時(shí)間為1h,得到混合物II;
(4)接著,將混合物II與聚酯纖維、碳酸氫鈉進(jìn)行高壓均質(zhì)處理,在45℃下混合5分鐘,壓強(qiáng)為15MPa;隨后置于8℃溫度下低溫烘干,得到混合物III;
(5)最后,將混合物III進(jìn)行微膠囊化包裝,即得砷污染土壤修復(fù)劑。
實(shí)施例3
一種砷污染土壤修復(fù)劑,按照重量份的主要原料為:鈣基膨潤(rùn)土25份、鵝卵石25份、黃原膠18份、聚酯纖維17份、廢棄茶葉渣10份、碳酸氫鈉3份;所述鵝卵石的粒徑為250μm;所述聚酯纖維的長(zhǎng)度為75μm。
所述的砷污染土壤修復(fù)劑的制備方法,具體步驟為:
(1)首先,向鈣基膨潤(rùn)土中加水得到混合漿體,使其含水率為24%,隨后擠壓制成5mm直徑的顆粒;
(2)然后,將顆粒與鵝卵石、黃原膠、廢棄茶葉渣混合均勻,堆積18h后得到混合物I;
(3)其次,混合物I進(jìn)行超聲波處理,超聲波處理的溫度為43℃,時(shí)間為1.5h,得到混合物II;
(4)接著,將混合物II與聚酯纖維、碳酸氫鈉進(jìn)行高壓均質(zhì)處理,在50℃下混合8分鐘,壓強(qiáng)為18MPa;隨后置于8℃溫度下低溫烘干,得到混合物III;
(5)最后,將混合物III進(jìn)行微膠囊化包裝,即得砷污染土壤修復(fù)劑。
實(shí)施例4
一種砷污染土壤修復(fù)劑,按照重量份的主要原料為:鈣基膨潤(rùn)土27份、鵝卵石26份、黃原膠19份、聚酯纖維17份、廢棄茶葉渣11份、碳酸氫鈉3份;所述鵝卵石的粒徑為300μm;所述聚酯纖維的長(zhǎng)度為100μm。
所述的砷污染土壤修復(fù)劑的制備方法,具體步驟為:
(1)首先,向鈣基膨潤(rùn)土中加水得到混合漿體,使其含水率為26%,隨后擠壓制成5mm直徑的顆粒;
(2)然后,將顆粒與鵝卵石、黃原膠、廢棄茶葉渣混合均勻,堆積18h后得到混合物I;
(3)其次,混合物I進(jìn)行超聲波處理,超聲波處理的溫度為45℃,時(shí)間為2h,得到混合物II;
(4)接著,將混合物II與聚酯纖維、碳酸氫鈉進(jìn)行高壓均質(zhì)處理,在55℃下混合10分鐘,壓強(qiáng)為20MPa;隨后置于8℃溫度下低溫烘干,得到混合物III;
(5)最后,將混合物III進(jìn)行微膠囊化包裝,即得砷污染土壤修復(fù)劑。
實(shí)施例5
一種砷污染土壤修復(fù)劑,按照重量份的主要原料為:鈣基膨潤(rùn)土30份、鵝卵石30份、黃原膠20份、聚酯纖維18份、廢棄茶葉渣12份、碳酸氫鈉4份;所述鵝卵石的粒徑為300μm;所述聚酯纖維的長(zhǎng)度為100μm。
所述的砷污染土壤修復(fù)劑的制備方法,具體步驟為:
(1)首先,向鈣基膨潤(rùn)土中加水得到混合漿體,使其含水率為26%,隨后擠壓制成5mm直徑的顆粒;
(2)然后,將顆粒與鵝卵石、黃原膠、廢棄茶葉渣混合均勻,堆積18h后得到混合物I;
(3)其次,混合物I進(jìn)行超聲波處理,超聲波處理的溫度為45℃,時(shí)間為2h,得到混合物II;
(4)接著,將混合物II與聚酯纖維、碳酸氫鈉進(jìn)行高壓均質(zhì)處理,在55℃下混合10分鐘,壓強(qiáng)為20MPa;隨后置于8℃溫度下低溫烘干,得到混合物III;
(5)最后,將混合物III進(jìn)行微膠囊化包裝,即得砷污染土壤修復(fù)劑。
對(duì)比例1
一種砷污染土壤修復(fù)劑,按照重量份的主要原料為:鈣基膨潤(rùn)土25份、聚酯纖維17份、廢棄茶葉渣10份、碳酸氫鈉3份;所述聚酯纖維的長(zhǎng)度為75μm。
所述的砷污染土壤修復(fù)劑的制備方法,具體步驟為:
(1)首先,向鈣基膨潤(rùn)土中加水得到混合漿體,使其含水率為24%,隨后擠壓制成5mm直徑的顆粒;
(2)然后,將顆粒與廢棄茶葉渣混合均勻,堆積18h后得到混合物I;
(3)其次,混合物I進(jìn)行超聲波處理,超聲波處理的溫度為43℃,時(shí)間為1.5h,得到混合物II;
(4)接著,將混合物II與聚酯纖維、碳酸氫鈉進(jìn)行高壓均質(zhì)處理,在50℃下混合8分鐘,壓強(qiáng)為18MPa;隨后置于8℃溫度下低溫烘干,得到混合物III;
(5)最后,將混合物III進(jìn)行微膠囊化包裝,即得砷污染土壤修復(fù)劑。
對(duì)比例2
一種砷污染土壤修復(fù)劑,按照重量份的主要原料為:膨潤(rùn)土25份。
所述的砷污染土壤修復(fù)劑的制備方法,具體步驟為:
(1)首先,向鈣基膨潤(rùn)土中加水得到混合漿體,使其含水率為24%,隨后擠壓制成5mm直徑的顆粒;
(2)然后,將顆粒與廢棄茶葉渣混合均勻,堆積18h后得到砷污染土壤修復(fù)劑。
對(duì)比例3
一種砷污染土壤修復(fù)劑,按照重量份的主要原料為:鈣基膨潤(rùn)土25份、鵝卵石25份、黃原膠18份、聚酯纖維17份、廢棄茶葉渣10份、碳酸氫鈉3份;所述鵝卵石的粒徑為250μm;所述聚酯纖維的長(zhǎng)度為75μm。
所述的砷污染土壤修復(fù)劑的制備方法,具體步驟為:
(1)首先,向鈣基膨潤(rùn)土中加水得到混合漿體,使其含水率為24%,隨后擠壓制成5mm直徑的顆粒;
(2)然后,將顆粒與鵝卵石、黃原膠、廢棄茶葉渣混合均勻,堆積18h后得到混合物I;
(3)其次,混合物I進(jìn)行超聲波處理,超聲波處理的溫度為43℃,時(shí)間為1.5h,得到混合物II;
(4)接著,將混合物II與聚酯纖維、碳酸氫鈉進(jìn)行攪拌均質(zhì)處理;隨后置于8℃溫度下低溫烘干,得到砷污染土壤修復(fù)劑。
檢測(cè)實(shí)驗(yàn)
利用挖掘機(jī)對(duì)污染待修復(fù)的土壤進(jìn)行挖掘,將上述實(shí)施例 1-5 和對(duì)比例 1-3 中的砷污染土壤修復(fù)劑添加在污染的土壤的表面施加 2cm 厚度的修復(fù)劑后,將受污染土壤表層20cm厚的土壤與施加的修復(fù)劑通過(guò)翻耕的方式混合均勻,10 天后,進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè),測(cè)試結(jié)果圖表1
。
由此可見(jiàn),本發(fā)明實(shí)施例中制備的砷污染土壤修復(fù)劑,與對(duì)比組例比有更好的顯著處理效果,本發(fā)明能夠使受砷嚴(yán)重污染土壤的理化指標(biāo)達(dá)到GB15618-1995標(biāo)準(zhǔn);處理工藝簡(jiǎn)單,用藥量少,處理效果良好,性能穩(wěn)定,受污染的土壤恢復(fù)程度高,可有效地降低了砷污染土壤處理的成本,具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和廣泛的社會(huì)效益。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié),而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下,能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此,無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看,均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定,因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外,應(yīng)當(dāng)理解,雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述,但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案,說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn),本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體,各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合,形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。