本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑及其使用方法，屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，重金屬污染給人們的生活質(zhì)量和身體健康帶來(lái)了很大的影響，嚴(yán)重?fù)p害群眾健康，危及環(huán)境安全，影響社會(huì)穩(wěn)定。重金屬污染具有長(zhǎng)期性、累積性、潛伏性和不可逆性等特點(diǎn)，其危害大、治理難度大、成本高，尤其是重金屬所誘發(fā)的生態(tài)毒性風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越受到關(guān)注，特別是與糧食生產(chǎn)關(guān)聯(lián)的土壤重金屬污染更是得到普遍重視。

目前重金屬污染主要的處置辦法，是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)降低廢渣的毒害性，然后再進(jìn)行后續(xù)處理。然而，這樣處理一方面成本高，另一方面也不能徹底處理，因此即使采用了一些化學(xué)處理，其處理后的廢渣仍然具有很強(qiáng)的污染和毒害。現(xiàn)有的重金屬污染土固化劑普遍采用水泥，固化效果多依賴添加量，制備條件繁雜，難以控制成本，長(zhǎng)期穩(wěn)定性差，而且現(xiàn)有固化方法固化重金屬種類比較單一，操作復(fù)雜，可控性差，導(dǎo)致重金屬污染土固化穩(wěn)定化修復(fù)效率低下，二次污染及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大，成本高。

重金屬污染土的修復(fù)治理方法主要有固化穩(wěn)定化、淋洗、動(dòng)電修復(fù)、植物修復(fù)、玻璃固化和蒸汽浸提等方法，在眾多修復(fù)方法中，固化穩(wěn)定化方法被認(rèn)為是最為有效的修復(fù)方法之一。目前的固化穩(wěn)定化處理技術(shù)，存在以下問(wèn)題：(1)固化劑添加量過(guò)大；(2)固化體在長(zhǎng)期應(yīng)力荷載以及干濕循環(huán)作用下導(dǎo)致的開(kāi)裂，加速了固化體中重金屬離子的浸出；(3)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)目前固化穩(wěn)定化方法固化劑添加量過(guò)大，固化體在長(zhǎng)期應(yīng)力荷載以及干濕循環(huán)作用下導(dǎo)致的開(kāi)裂，加速了固化體中重金屬離子的浸出及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)高的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑及其使用方法，本發(fā)明首先通過(guò)天然植物中，對(duì)重金屬具有吸引作用的部位，進(jìn)行發(fā)酵提取有益成分，再通過(guò)碳化竹顆粒作為載體，對(duì)發(fā)酵提取物進(jìn)行吸附，最后再與硅藻土等物質(zhì)進(jìn)行混合，并進(jìn)行使用，從而制備得穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑及其使用方法，本發(fā)明固化Cd金屬穩(wěn)定，不會(huì)滲出，同時(shí)對(duì)環(huán)境無(wú)危害。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑及其使用方法，其特征在于：按重量份數(shù)計(jì)，所述穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑由以下四種成分組成：53～56份微生物顆粒、26～32份硅藻土、18～19份方柱石及12～16份草木灰。

所述的微生物顆粒的制備方法為：

(1)按重量份數(shù)計(jì)，取30～35份芹菜根、28～30份芹菜根及42～45份純凈水，放入榨汁機(jī)中進(jìn)行榨汁，收集榨汁液，按質(zhì)量比5∶2∶1，取榨汁液、蛋白胨及瓊脂，攪拌均勻，放入發(fā)酵罐中，再加入榨汁液質(zhì)量4～6％的干酵母，設(shè)定溫度為29～34℃，以120r/min攪拌發(fā)酵32～35h；

(2)在上述發(fā)酵結(jié)束后，將發(fā)酵罐中的發(fā)酵混合物放入離心機(jī)中，以5000r/min離心分離8～12min，收集上清液，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7％磷酸溶液調(diào)節(jié)pH至6.0～6.2，得微生物菌液，備用；

(3)按固液比1∶3，取新鮮竹筒和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％雙氧水溶液放入水浴鍋中，設(shè)定溫度95～100℃，保溫1～2h，隨后過(guò)濾，再將竹筒放入碳化爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，在400～500℃碳化1～2h后，將碳化物取出放入碾磨機(jī)中進(jìn)行研磨，過(guò)50目篩，收集過(guò)篩顆粒，得微生物顆粒載體；

(4)按固液比1∶2～4，取上述微生物顆粒載體及備用微生物菌液攪拌均勻，在28～34℃靜置3～5h，隨后冷凍干燥，收集干燥物，即可得到微生物顆粒。

所述的穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑的使用方法為：按設(shè)定的比例，首先將硅藻土、方柱石及草木灰放入碾磨機(jī)中研磨，過(guò)50目篩，收集過(guò)篩顆粒，在與微生物顆?；旌暇鶆颍梅€(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑，將其與含有重金屬Cd的土壤，按質(zhì)量比1∶18～22，混合均勻，得混合料，再與混合料質(zhì)量43～48％的水，混合均勻，靜置成型，完成固化，即可。

本發(fā)明的應(yīng)用方法是：按重量份數(shù)計(jì)，53～56份微生物顆粒、26～32份硅藻土、18～19份方柱石及12～16份草木灰，首先將硅藻土、方柱石及草木灰放入碾磨機(jī)中研磨，過(guò)50目篩，收集過(guò)篩顆粒，在與微生物顆?；旌暇鶆?，得穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑，將其與含有重金屬Cd的土壤，按質(zhì)量比1∶18～22，混合均勻，得混合料，再與混合料質(zhì)量43～48％的水，混合均勻，靜置成型，完成固化，即可。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：

(1)本發(fā)明所制得的穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑對(duì)Cd的吸附率為93％以上；

(2)本發(fā)明所制得的穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑形成良好的微觀結(jié)構(gòu)，有效降低或防止重金屬Cd元素的浸出及與外界的傳輸；

(3)本發(fā)明制備成本低，易于操作。

具體實(shí)施方式

一種穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑及其使用方法，其特征在于：按重量份數(shù)計(jì)，所述穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑由以下四種成分組成：53～56份微生物顆粒、26～32份硅藻土、18～19份方柱石及12～16份草木灰。

所述的微生物顆粒的制備方法為：按重量份數(shù)計(jì)，取30～35份芹菜根、28～30份芹菜根及42～45份純凈水，放入榨汁機(jī)中進(jìn)行榨汁，收集榨汁液，按質(zhì)量比5∶2∶1，取榨汁液、蛋白胨及瓊脂，攪拌均勻，放入發(fā)酵罐中，再加入榨汁液質(zhì)量4～6％的干酵母，設(shè)定溫度為29～34℃，以120r/min攪拌發(fā)酵32～35h；在上述發(fā)酵結(jié)束后，將發(fā)酵罐中的發(fā)酵混合物放入離心機(jī)中，以5000r/min離心分離8～12min，收集上清液，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7％磷酸溶液調(diào)節(jié)pH至6.0～6.2，得微生物菌液，備用；按固液比1∶3，取新鮮竹筒和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％雙氧水溶液放入水浴鍋中，設(shè)定溫度95～100℃，保溫1～2h，隨后過(guò)濾，再將竹筒放入碳化爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，在400～500℃碳化1～2h后，將碳化物取出放入碾磨機(jī)中進(jìn)行研磨，過(guò)50目篩，收集過(guò)篩顆粒，得微生物顆粒載體；按固液比1∶2～4，取上述微生物顆粒載體及備用微生物菌液攪拌均勻，在28～34℃靜置3～5h，隨后冷凍干燥，收集干燥物，即可得到微生物顆粒。

所述的穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑的使用方法為：按設(shè)定的比例，首先將硅藻土、方柱石及草木灰放入碾磨機(jī)中研磨，過(guò)50目篩，收集過(guò)篩顆粒，在與微生物顆?；旌暇鶆颍梅€(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑，將其與含有重金屬Cd的土壤，按質(zhì)量比1∶18～22，混合均勻，得混合料，再與混合料質(zhì)量43～48％的水，混合均勻，靜置成型，完成固化，即可。

實(shí)例1

一種穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑及其使用方法，其特征在于：按重量份數(shù)計(jì)，所述穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑由以下四種成分組成：53份微生物顆粒、32份硅藻土、19份方柱石及16份草木灰。

所述的微生物顆粒的制備方法為：按重量份數(shù)計(jì)，取30份芹菜根、28份芹菜根及45份純凈水，放入榨汁機(jī)中進(jìn)行榨汁，收集榨汁液，按質(zhì)量比5∶2∶1，取榨汁液、蛋白胨及瓊脂，攪拌均勻，放入發(fā)酵罐中，再加入榨汁液質(zhì)量4％的干酵母，設(shè)定溫度為29℃，以120r/min攪拌發(fā)酵32h；在上述發(fā)酵結(jié)束后，將發(fā)酵罐中的發(fā)酵混合物放入離心機(jī)中，以5000r/min離心分離8min，收集上清液，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7％磷酸溶液調(diào)節(jié)pH至6.0，得微生物菌液，備用；按固液比1∶3，取新鮮竹筒和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％雙氧水溶液放入水浴鍋中，設(shè)定溫度95℃，保溫1h，隨后過(guò)濾，再將竹筒放入碳化爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，在400℃碳化1h后，將碳化物取出放入碾磨機(jī)中進(jìn)行研磨，過(guò)50目篩，收集過(guò)篩顆粒，得微生物顆粒載體；按固液比1∶2，取上述微生物顆粒載體及備用微生物菌液攪拌均勻，在28℃靜置3h，隨后冷凍干燥，收集干燥物，即可得到微生物顆粒。

所述的穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑的使用方法為：按設(shè)定的比例，首先將硅藻土、方柱石及草木灰放入碾磨機(jī)中研磨，過(guò)50目篩，收集過(guò)篩顆粒，在與微生物顆粒混合均勻，得穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑，將其與含有重金屬Cd的土壤，按質(zhì)量比1∶18，混合均勻，得混合料，再與混合料質(zhì)量43％的水，混合均勻，靜置成型，完成固化，即可。

經(jīng)檢測(cè)對(duì)金屬Cd的吸附率達(dá)94％。

實(shí)例2

一種穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑及其使用方法，其特征在于：按重量份數(shù)計(jì)，所述穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑由以下四種成分組成：56份微生物顆粒、26份硅藻土、18份方柱石及12份草木灰。

所述的微生物顆粒的制備方法為：按重量份數(shù)計(jì)，取35份芹菜根、28份芹菜根及42份純凈水，放入榨汁機(jī)中進(jìn)行榨汁，收集榨汁液，按質(zhì)量比5∶2∶1，取榨汁液、蛋白胨及瓊脂，攪拌均勻，放入發(fā)酵罐中，再加入榨汁液質(zhì)量6％的干酵母，設(shè)定溫度為34℃，以120r/min攪拌發(fā)酵35h；在上述發(fā)酵結(jié)束后，將發(fā)酵罐中的發(fā)酵混合物放入離心機(jī)中，以5000r/min離心分離12min，收集上清液，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7％磷酸溶液調(diào)節(jié)pH至6.2，得微生物菌液，備用；按固液比1∶3，取新鮮竹筒和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％雙氧水溶液放入水浴鍋中，設(shè)定溫度100℃，保溫2h，隨后過(guò)濾，再將竹筒放入碳化爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，在500℃碳化2h后，將碳化物取出放入碾磨機(jī)中進(jìn)行研磨，過(guò)50目篩，收集過(guò)篩顆粒，得微生物顆粒載體；按固液比1∶4，取上述微生物顆粒載體及備用微生物菌液攪拌均勻，在34℃靜置5h，隨后冷凍干燥，收集干燥物，即可得到微生物顆粒。

所述的穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑的使用方法為：按設(shè)定的比例，首先將硅藻土、方柱石及草木灰放入碾磨機(jī)中研磨，過(guò)50目篩，收集過(guò)篩顆粒，在與微生物顆粒混合均勻，得穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑，將其與含有重金屬Cd的土壤，按質(zhì)量比1∶22，混合均勻，得混合料，再與混合料質(zhì)量48％的水，混合均勻，靜置成型，完成固化，即可。

經(jīng)檢測(cè)對(duì)金屬Cd的吸附率達(dá)95％。

實(shí)例3

一種穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑及其使用方法，其特征在于：按重量份數(shù)計(jì)，所述穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑由以下四種成分組成：54份微生物顆粒、29份硅藻土、18份方柱石及15份草木灰。

所述的微生物顆粒的制備方法為：按重量份數(shù)計(jì)，取32份芹菜根、29份芹菜根及44份純凈水，放入榨汁機(jī)中進(jìn)行榨汁，收集榨汁液，按質(zhì)量比5∶2∶1，取榨汁液、蛋白胨及瓊脂，攪拌均勻，放入發(fā)酵罐中，再加入榨汁液質(zhì)量5％的干酵母，設(shè)定溫度為32℃，以120r/min攪拌發(fā)酵34h；在上述發(fā)酵結(jié)束后，將發(fā)酵罐中的發(fā)酵混合物放入離心機(jī)中，以5000r/min離心分離10min，收集上清液，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7％磷酸溶液調(diào)節(jié)pH至6.0，得微生物菌液，備用；按固液比1∶3，取新鮮竹筒和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％雙氧水溶液放入水浴鍋中，設(shè)定溫度98℃，保溫1.5h，隨后過(guò)濾，再將竹筒放入碳化爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，在450℃碳化1.5h后，將碳化物取出放入碾磨機(jī)中進(jìn)行研磨，過(guò)50目篩，收集過(guò)篩顆粒，得微生物顆粒載體；按固液比1∶3，取上述微生物顆粒載體及備用微生物菌液攪拌均勻，在30℃靜置4h，隨后冷凍干燥，收集干燥物，即可得到微生物顆粒。

所述的穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑的使用方法為：按設(shè)定的比例，首先將硅藻土、方柱石及草木灰放入碾磨機(jī)中研磨，過(guò)50目篩，收集過(guò)篩顆粒，在與微生物顆?；旌暇鶆?，得穩(wěn)定土壤中重金屬Cd的固化劑，將其與含有重金屬Cd的土壤，按質(zhì)量比1∶20，混合均勻，得混合料，再與混合料質(zhì)量45％的水，混合均勻，靜置成型，完成固化，即可。

經(jīng)檢測(cè)對(duì)金屬Cd的吸附率達(dá)97％。