本發(fā)明涉及土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鈷污染土壤改良劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，環(huán)境污染問題也日益加重，其中，土壤中的重金屬污染備受關(guān)注。重金屬在土壤中高度富集，惡化了土壤環(huán)境質(zhì)量，不僅威脅到農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，還危害到土壤的生態(tài)循環(huán)。人處于食物鏈的最高級，一方面，種植在重金屬污染的土壤上的農(nóng)作物對其中的重金屬進(jìn)行吸收后，再通過食物鏈轉(zhuǎn)移到動物和人體內(nèi)，從而對動物和人體的健康造成危害。此外，重金屬污染也嚴(yán)重威脅到人類的生存環(huán)境。
在各種重金屬中，高濃度的鈷能明顯抑制植物的生長發(fā)育，因此，土壤中鈷污染越來越受到人們廣泛的關(guān)注，鈷含量高的農(nóng)產(chǎn)品也會損害人和動物的健康，造成心肌和胰腺損傷，降低甲狀腺濃縮碘的能力等。
目前，鈷污染土壤的治理修復(fù)技術(shù)分為穩(wěn)定固化法、物理和生物修復(fù)3種方法。穩(wěn)定固化法是通過向土壤中針對性的投加重金屬穩(wěn)化劑，利用穩(wěn)化劑對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用，降低重金屬的生物有效性，使重金屬顆粒礦化，失去與外界反應(yīng)的條件，從而降低土壤重金屬濃度。此法對土壤進(jìn)行原位修復(fù)，節(jié)約了搬運(yùn)費(fèi)用和儲存場地費(fèi)用；環(huán)境污染小、對環(huán)境破壞可以降低到最小程度，是目前消除土壤重金屬污染中重金屬危害的有效方法。然而現(xiàn)有的穩(wěn)化劑普遍存在處理效率不理想、容易給土壤造成二次污染的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種處理效果佳、無二次污染的鈷污染土壤改良劑及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種鈷污染土壤改良劑，按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由以下原料制成：改性浮石粉24-28份、硫化亞鐵16-19份、過磷酸鈣9-12份、火山玻璃巖7-11份；所述的改性浮石粉的改性步驟如下：取浮石，經(jīng)超微粉碎為12-15μm粒度的浮石粉；將浮石粉加入其質(zhì)量的2.4-2.6倍的質(zhì)量濃度為48％的硝酸溶液中，以60-70r/min的速度攪拌處理30-40min，過濾，洗滌至中性，烘干；再與浮石粉質(zhì)量的0.42-0.45倍量的質(zhì)量濃度為16％的酒石酸鈉溶液混合，加熱至56-58℃，以功率為300-320W、頻率為27-28kHz的超聲波處理15-20min，過濾，洗滌，干燥，研磨，過250-300目篩，得改性浮石粉。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由以下原料制成：改性浮石粉25-26份、硫化亞鐵17-18份、過磷酸鈣10-12份、火山玻璃巖8-10份。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由以下原料制成：改性浮石粉26份、硫化亞鐵17份、過磷酸鈣11份、火山玻璃巖9份。
所述的鈷污染土壤改良劑的制備方法，包括以下步驟：分別將硫化亞鐵、過磷酸鈣和火山玻璃巖粉碎，過120-180目篩，得到硫化亞鐵粉、過磷酸鈣粉和火山玻璃巖粉；按比例將改性浮石粉、硫化亞鐵粉、過磷酸鈣粉和火山玻璃巖粉混合，攪拌均勻，得到。
所述的鈷污染土壤改良劑在制備重金屬鈷污染土壤用修復(fù)劑方面的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明選用浮石粉、硫化亞鐵、過磷酸鈣和火山玻璃巖為原料，通過對浮石粉進(jìn)行改性，再與其余三種組分混合制得一種復(fù)合改良劑，該改良劑能顯著降低重金屬鈷污染土壤中鈷的含量，當(dāng)應(yīng)用于鈷含量為238.4mg/kg的土壤改良時(shí)，該改良劑對鈷的去除率為85.5-96.3％，大大降低了土壤中含鈷量；由于所采用的原料均為純天然的，該改良劑的使用不會對土壤的生態(tài)循環(huán)造成威脅，即不存在二次污染的問題。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(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?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動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
本發(fā)明實(shí)施例中，一種鈷污染土壤改良劑，按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由以下原料制成：改性浮石粉24份、硫化亞鐵16份、過磷酸鈣12份、火山玻璃巖11份；其中，改性浮石粉的改性步驟如下：取浮石，經(jīng)超微粉碎為12μm粒度的浮石粉；將浮石粉加入其質(zhì)量的2.4倍的質(zhì)量濃度為48％的硝酸溶液中，以60r/min的速度攪拌處理40min，過濾，洗滌至中性，烘干；再與浮石粉質(zhì)量的0.42倍量的質(zhì)量濃度為16％的酒石酸鈉溶液混合，加熱至56℃，以功率為300W、頻率為27kHz的超聲波處理20min，過濾，洗滌，干燥，研磨，過250目篩，得改性浮石粉。
所述的鈷污染土壤改良劑的制備方法，包括以下步驟：分別將硫化亞鐵、過磷酸鈣和火山玻璃巖粉碎，過120目篩，得到硫化亞鐵粉、過磷酸鈣粉和火山玻璃巖粉；按比例將改性浮石粉、硫化亞鐵粉、過磷酸鈣粉和火山玻璃巖粉混合，攪拌均勻，得到。
實(shí)施例2
本發(fā)明實(shí)施例中，一種鈷污染土壤改良劑，按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由以下原料制成：改性浮石粉28份、硫化亞鐵19份、過磷酸鈣9份、火山玻璃巖7份；其中，改性浮石粉的改性步驟如下：取浮石，經(jīng)超微粉碎為15μm粒度的浮石粉；將浮石粉加入其質(zhì)量的2.6倍的質(zhì)量濃度為48％的硝酸溶液中，以70r/min的速度攪拌處理30min，過濾，洗滌至中性，烘干；再與浮石粉質(zhì)量的0.45倍量的質(zhì)量濃度為16％的酒石酸鈉溶液混合，加熱至58℃，以功率為320W、頻率為28kHz的超聲波處理15min，過濾，洗滌，干燥，研磨，過300目篩，得改性浮石粉。
所述的鈷污染土壤改良劑的制備方法，包括以下步驟：分別將硫化亞鐵、過磷酸鈣和火山玻璃巖粉碎，過180目篩，得到硫化亞鐵粉、過磷酸鈣粉和火山玻璃巖粉；按比例將改性浮石粉、硫化亞鐵粉、過磷酸鈣粉和火山玻璃巖粉混合，攪拌均勻，得到。
實(shí)施例3
本發(fā)明實(shí)施例中，一種鈷污染土壤改良劑，按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由以下原料制成：改性浮石粉25份、硫化亞鐵17份、過磷酸鈣12份、火山玻璃巖10份；其中，改性浮石粉的改性步驟如下：取浮石，經(jīng)超微粉碎為12μm粒度的浮石粉；將浮石粉加入其質(zhì)量的2.6倍的質(zhì)量濃度為48％的硝酸溶液中，以60r/min的速度攪拌處理40min，過濾，洗滌至中性，烘干；再與浮石粉質(zhì)量的0.42倍量的質(zhì)量濃度為16％的酒石酸鈉溶液混合，加熱至58℃，以功率為300W、頻率為28kHz的超聲波處理15min，過濾，洗滌，干燥，研磨，過300目篩，得改性浮石粉。
所述的鈷污染土壤改良劑的制備方法，包括以下步驟：分別將硫化亞鐵、過磷酸鈣和火山玻璃巖粉碎，過120目篩，得到硫化亞鐵粉、過磷酸鈣粉和火山玻璃巖粉；按比例將改性浮石粉、硫化亞鐵粉、過磷酸鈣粉和火山玻璃巖粉混合，攪拌均勻，得到。
實(shí)施例4
本發(fā)明實(shí)施例中，一種鈷污染土壤改良劑，按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由以下原料制成：改性浮石粉26份、硫化亞鐵18份、過磷酸鈣10份、火山玻璃巖8份；其中，改性浮石粉的改性步驟如下：取浮石，經(jīng)超微粉碎為15μm粒度的浮石粉；將浮石粉加入其質(zhì)量的2.4倍的質(zhì)量濃度為48％的硝酸溶液中，以70r/min的速度攪拌處理30min，過濾，洗滌至中性，烘干；再與浮石粉質(zhì)量的0.45倍量的質(zhì)量濃度為16％的酒石酸鈉溶液混合，加熱至56℃，以功率為320W、頻率為27kHz的超聲波處理20min，過濾，洗滌，干燥，研磨，過250目篩，得改性浮石粉。
所述的鈷污染土壤改良劑的制備方法，包括以下步驟：分別將硫化亞鐵、過磷酸鈣和火山玻璃巖粉碎，過180目篩，得到硫化亞鐵粉、過磷酸鈣粉和火山玻璃巖粉；按比例將改性浮石粉、硫化亞鐵粉、過磷酸鈣粉和火山玻璃巖粉混合，攪拌均勻，得到。
實(shí)施例5
本發(fā)明實(shí)施例中，一種鈷污染土壤改良劑，按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由以下原料制成：改性浮石粉26份、硫化亞鐵17份、過磷酸鈣11份、火山玻璃巖9份；其中，改性浮石粉的改性步驟如下：取浮石，經(jīng)超微粉碎為15μm粒度的浮石粉；將浮石粉加入其質(zhì)量的2.5倍的質(zhì)量濃度為48％的硝酸溶液中，以65r/min的速度攪拌處理35min，過濾，洗滌至中性，烘干；再與浮石粉質(zhì)量的0.44倍量的質(zhì)量濃度為16％的酒石酸鈉溶液混合，加熱至57℃，以功率為310W、頻率為28kHz的超聲波處理18min，過濾，洗滌，干燥，研磨，過300目篩，得改性浮石粉。
所述的鈷污染土壤改良劑的制備方法，包括以下步驟：分別將硫化亞鐵、過磷酸鈣和火山玻璃巖粉碎，過150目篩，得到硫化亞鐵粉、過磷酸鈣粉和火山玻璃巖粉；按比例將改性浮石粉、硫化亞鐵粉、過磷酸鈣粉和火山玻璃巖粉混合，攪拌均勻，得到。
對比例1
在實(shí)施例5的基礎(chǔ)上，以普通浮石粉取代改性浮石粉，其余與實(shí)施例5完全相同。
對比例2
在實(shí)施例5的基礎(chǔ)上，刪除改性浮石粉這一組分，其余與實(shí)施例5完全相同。
對比例3
在實(shí)施例5的基礎(chǔ)上，刪除火山玻璃巖這一組分，其余與實(shí)施例5完全相同。
選取某一重度鈷污染的土壤作為試驗(yàn)用土壤樣本，經(jīng)過測試，該土壤的含鈷量為248.4mg/kg。按照改良劑：水的質(zhì)量比為1：10的比例，先分別將實(shí)施例1-5以及對比例1-3制得的改良劑加水混合均勻得到混合溶液；接著分別將混合溶液均勻地噴灑到對應(yīng)的高濃度的鈷污染土壤中，混合溶液的噴灑量為100g/m2，噴灑后對土壤進(jìn)行翻耕。3天后，測試改良后的土壤的含鈷量，測得結(jié)果如表1所示。
表1改良后的土壤的含鈷量變化情況
由表1可以看出：實(shí)施例1-5制得的改良劑對土壤中的重金屬鈷的去除效果明顯優(yōu)于對比例1-3，其中，實(shí)施例5的改良效果最佳，含鈷量的去除率為96.3％；對比實(shí)施例5和對比例1-3，可知本發(fā)明改良劑是通過改性浮石粉、火山玻璃巖與硫化亞鐵、過磷酸鈣的共同作用，才具有的如此顯著的鈷污染改良效果。
對于本領(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，無論從哪一點(diǎn)來看，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，雖然本說明書按照實(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，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(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。