本發(fā)明涉及一種土壤修復(fù)劑，具體涉及一種重金屬污染土壤修復(fù)劑及使用方法。

背景技術(shù)：
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隨著我國工業(yè)化、城市化的快速發(fā)展，污染物的大量排放、不合格農(nóng)用物質(zhì)的使用、礦產(chǎn)資源的不合理開采等，使得重金屬不斷的進(jìn)入土壤環(huán)境中，當(dāng)其累積超過一定量后就會(huì)造成土壤的污染。目前，土壤重金屬污染已成為制約我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的重大瓶頸之一，也使我國的農(nóng)產(chǎn)品的安全面臨嚴(yán)重威脅。因此針對(duì)重金屬污染的土壤進(jìn)行修復(fù)成為了當(dāng)前重要的研究熱點(diǎn)。目前，土壤重金屬修復(fù)技術(shù)主要有植物修復(fù)技術(shù)、水泥固化穩(wěn)定化、土壤洗脫、電動(dòng)力法等。一方面，這些方法效率低，見效慢，成本高，不利于在現(xiàn)實(shí)中大規(guī)模的推廣應(yīng)用；另一方面，現(xiàn)有的土壤修復(fù)劑大多呈強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性，在使用過程中不僅存在安全隱患，且會(huì)對(duì)使用場(chǎng)所周圍的生態(tài)環(huán)境造成破壞，引發(fā)二次污染。因而，尋求廉價(jià)易得的原料，提高土壤修復(fù)劑的抗壓強(qiáng)度、耐水性能、探尋新型固化機(jī)理，成為了重金屬土壤修復(fù)的重點(diǎn)方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明提供了一種重金屬污染土壤修復(fù)劑及使用方法。它利用土壤修復(fù)劑調(diào)節(jié)重金屬污染土壤環(huán)境條件，通過控制固化條件，改變重金屬的狀態(tài)、水溶性及遷移性，降低其在環(huán)境中的生物有效性，減少其向其他環(huán)境系統(tǒng)的遷移。有效解決土壤重金屬污染問題，實(shí)現(xiàn)污染環(huán)境的化學(xué)修復(fù)；通過降低污染物物理和化學(xué)有效性，最終達(dá)到污染土壤無害化的目的。

一種重金屬污染土壤修復(fù)劑，該修復(fù)劑包括預(yù)處理固化組分及激發(fā)固化組分，所述的預(yù)處理固化組分包括改性膨脹蛭石；所述的激發(fā)固化組分包括消石灰4％～18％、殼聚糖4％～10％、水玻璃16％～34％及粉煤灰45％～60％。

所述的改性膨脹蛭石的處理方法為首先將膨脹蛭石研磨后放到100目的標(biāo)準(zhǔn)篩中對(duì)其進(jìn)行篩選，其次將篩選過后的膨脹蛭石放置到加熱爐內(nèi)部，對(duì)其進(jìn)行煅燒處理，煅燒溫度為150℃～300℃，煅燒時(shí)間為1小時(shí)到3小時(shí)，最后將其自然冷卻后取出。

所述的消石灰的獲取方式，首先將生石灰放置到容器內(nèi)部，向容器加入適量水后進(jìn)行攪拌均勻，反應(yīng)完成后得到消石灰，將消石灰放置到細(xì)度小于200目的標(biāo)準(zhǔn)篩中，利用標(biāo)準(zhǔn)篩對(duì)消石灰進(jìn)行篩選。

所述的生石灰包括氧化鈣、氧化錳、三氧化二鐵、三氧化二鋁及結(jié)晶水，其中氧化鈣的含量占生石灰總量的70％以上。

所述的殼聚糖中的N-脫乙酰度含量為55％～70％；所述的水玻璃的形態(tài)為固定狀且為可溶性固體，要求水玻璃的可溶性≥95％。

所述的粉煤灰包括二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鈣、氧化鐵、二氧化鈦、氧化鎂、氧化鈉及氧化鉀等組分，將粉煤灰放置到粒度小于200目的標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行篩選，粉煤灰的燒失量小于15％。

該方法步驟一進(jìn)行污染土壤調(diào)質(zhì)，步驟二進(jìn)行改性蛭石拌合預(yù)固化，步驟三進(jìn)行激發(fā)無機(jī)固化，步驟四進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

所述的污染土壤調(diào)質(zhì)的方法為：將污染土壤放置到細(xì)度為10目的標(biāo)準(zhǔn)篩中進(jìn)行篩選，在篩選過后的容器中加入水，將污染土壤的含水量調(diào)節(jié)為20％～35％；將調(diào)節(jié)好含水量的污染土壤與改性膨脹蛭石按1:35～45的質(zhì)量比拌合，待充分拌合后陳化1天～3天；將陳化后的土壤按1：20～30的摻合比例摻入激發(fā)固化組分，充分拌合后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)固化。

養(yǎng)護(hù)固化的環(huán)境濕度大于90％，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為15天～35天。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明修復(fù)劑中含有的預(yù)處理固定組分改性膨脹蛭石是一種具有優(yōu)異的吸附性能、離子交換性能的層狀硅鋁酸鹽礦物，可有效交換吸附土壤溶液中的重金屬離子，將其固定在其層間域內(nèi)，減少其移動(dòng)性和對(duì)生物體的毒害作用。而激發(fā)固化組分能夠通過自激發(fā)作用，將其中含有的活性含鋁含硅組分結(jié)構(gòu)膠凝重構(gòu)，形成以鋁氧四面體和硅氧四面體的凝膠固化結(jié)構(gòu)單元，在此過程中將土壤中的重金屬進(jìn)行進(jìn)一步的有效的固化，提升其固化的效果。這雙重固化作用對(duì)重金屬土壤的固化還可以根據(jù)土壤的性質(zhì)、重金屬含量及其存在的形態(tài)來調(diào)整組分間比例和組分內(nèi)有效物質(zhì)所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從而提高針對(duì)各種污染類型的重金屬土壤的固定效果。

利用此修復(fù)劑固化土壤時(shí)可以獲得凝固緊密、土體收縮量小且不易產(chǎn)生龜裂的固化體，因此固化體的抗?jié)B、抗凍/抗裂性能較好，較好地解決了傳統(tǒng)固化材料固化土壤是存在的水穩(wěn)定性差、干縮大、易開裂等問題，并且經(jīng)固化的土壤也不易出現(xiàn)“二次泥化”現(xiàn)象。同時(shí)該土壤修復(fù)劑工藝簡單，原料來源廣泛、價(jià)廉易得、易于現(xiàn)場(chǎng)施工等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛用于我國的重金屬土壤修復(fù)，防止重金屬土壤對(duì)地下水及生物體產(chǎn)生毒害作用，起到修復(fù)和保護(hù)環(huán)境的雙重作用。

具體實(shí)施方式：

結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明：

實(shí)施例一：

一種重金屬污染土壤修復(fù)劑及使用方法，該修復(fù)劑包含了預(yù)處理固化組分改性膨脹蛭石，其改性過程是將改性膨脹蛭石研磨至過100目標(biāo)準(zhǔn)篩的細(xì)度，然后對(duì)其在150℃條件下進(jìn)行煅燒3小時(shí)；激發(fā)固化組分由消石灰8％、殼聚糖10％、水玻璃22％、粉煤灰60％均勻混合而成。其中消石灰過200目細(xì)度，消化前含鈣量為85％；殼聚糖N-脫乙酰度含量為55％；水玻璃為固態(tài)，含固量為95％；粉煤灰細(xì)度過200目，燒失量為5％。

將上述改性膨脹蛭石按照1:35的質(zhì)量比與預(yù)先進(jìn)行調(diào)質(zhì)的鉛、鋅、砷重金屬污染土壤(過10目標(biāo)準(zhǔn)篩，含水量為35％)進(jìn)行預(yù)固化拌合均勻，后陳化1天；再按1:20的質(zhì)量比摻入上述激發(fā)固化劑，混合均勻后在濕度大于90％的條件下養(yǎng)護(hù)15天；經(jīng)固化后土壤中重金屬的浸出毒性大大降低。

實(shí)施例二：

一種重金屬污染土壤修復(fù)劑及使用方法，該修復(fù)劑包含了預(yù)處理固化組分改性膨脹蛭石，其改性過程是將改性膨脹蛭石研磨至過100目標(biāo)準(zhǔn)篩的細(xì)度，然后對(duì)其在300℃條件下進(jìn)行煅燒1小時(shí)；激發(fā)固化組分由消石灰11％、殼聚糖10％、水玻璃34％、粉煤灰45％均勻混合而成。其中消石灰過200目細(xì)度，消化前含鈣量為80％；殼聚糖N-脫乙酰度含量為70％；水玻璃為固態(tài)，含固量為95％；粉煤灰細(xì)度過200目，燒失量為8％。

將上述改性膨脹蛭石按照1:45的質(zhì)量比與預(yù)先進(jìn)行調(diào)質(zhì)的鉛、鎘重金屬污染土壤(過10目標(biāo)準(zhǔn)篩，含水量為20％)進(jìn)行預(yù)固化拌合均勻，后陳化3天；再按1:30的質(zhì)量比摻入上述激發(fā)固化劑，混合均勻后在濕度大于90％的條件下養(yǎng)護(hù)35天；經(jīng)固化后土壤中重金屬的浸出毒性大大降低。

實(shí)施例三：

一種重金屬污染土壤修復(fù)劑及使用方法，該修復(fù)劑包含了預(yù)處理固化組分改性膨脹蛭石，其改性過程是將改性膨脹蛭石研磨至過100目標(biāo)準(zhǔn)篩的細(xì)度，然后對(duì)其在200℃條件下進(jìn)行煅燒2小時(shí)；激發(fā)固化組分由消石灰4％、殼聚糖4％、水玻璃34％、粉煤灰58％均勻混合而成；其中消石灰過200目細(xì)度，消化前含鈣量為83％；殼聚糖N-脫乙酰度含量為65％；水玻璃為固態(tài)，含固量為97％；粉煤灰細(xì)度過200目，燒失量為10％。

將上述改性膨脹蛭石按照1:40的質(zhì)量比與預(yù)先進(jìn)行調(diào)質(zhì)的銅、鋅重金屬污染土壤(過10目標(biāo)準(zhǔn)篩，含水量為25％)進(jìn)行預(yù)固化拌合均勻，后陳化2天；再按1:25的質(zhì)量比摻入上述激發(fā)固化劑，混合均勻后在濕度大于90％的條件下養(yǎng)護(hù)30天；經(jīng)固化后土壤中重金屬的浸出毒性大大降低。

使用效果實(shí)驗(yàn)：

本研究通過10塊由不同重金屬污染土壤進(jìn)行試驗(yàn)，考察該重金屬污染土壤修復(fù)劑各方面的效果。測(cè)試項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)為：

實(shí)施例一數(shù)據(jù)

實(shí)施例二數(shù)據(jù)

實(shí)施例三數(shù)據(jù)

綜上所述，本發(fā)明其不僅可以實(shí)現(xiàn)土壤重金屬的高效固化，解決土壤重金屬污染的問題，而且可以有效的避免呈強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性及二次污染，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一。

對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其他各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變和變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。