本發(fā)明涉及污染土壤的凈化治理，尤其涉及受鉻污染土壤的修復(fù)制劑和修復(fù)制劑的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
土壤污染會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境、食品安全和人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，近年來重金屬污染物導(dǎo)致的土壤污染尤為突出，其中受鉻污染的土壤更是重中之重。
鉻在自然界主要以六價(jià)鉻Cr（VI）和三價(jià)鉻Cr（Ⅲ）兩種穩(wěn)定價(jià)態(tài)存在。三價(jià)鉻主要以Cr3+形式存在，活性低、毒性??；六價(jià)鉻主要以HCrO4-和 CrO42-兩種形態(tài)存在，易溶于水，活性高、毒性強(qiáng)。目前鉻污染的土壤修復(fù)技術(shù)主要有生物修復(fù)法、物理修復(fù)法、物理化學(xué)修復(fù)法、化學(xué)修復(fù)法。
生物修復(fù)法包括植物修復(fù)和微生物修復(fù)。微生物修復(fù)即利用原土壤中的土著微生物或向污染環(huán)境補(bǔ)充經(jīng)過馴化的高效微生物。在優(yōu)化的操作條件下，通過生物還原反應(yīng)，將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，從而修復(fù)被污染土壤。生物修復(fù)修復(fù)效果好、成本低、二次污染小，但修復(fù)周期漫長(zhǎng)，
物理修復(fù)法主要包括客土、換土和深耕翻土等措施，花費(fèi)時(shí)間少、修復(fù)效果比較徹底、穩(wěn)定，但實(shí)施工程量大、投資費(fèi)用高，而且污染土壤仍然存在，修復(fù)過程會(huì)對(duì)土體結(jié)構(gòu)造成破壞。
物理化學(xué)修復(fù)法包括電動(dòng)修復(fù)、電熱修復(fù)、土壤淋洗等方法。電動(dòng)修復(fù)是在土壤中插入陰、陽(yáng)電極，施加直流電，在電場(chǎng)作用下，使Cr6+遷移陰極，然后進(jìn)行集中處理。電熱修復(fù)是利用高頻電壓產(chǎn)生磁波，對(duì)土壤進(jìn)行加熱，使鉻從土壤中分離，從而達(dá)到修復(fù)的目的。土壤淋洗是利用淋洗液把土壤固相中的鉻轉(zhuǎn)移到土壤液相中去，再對(duì)含鉻的水作進(jìn)一步處理。物理化學(xué)修復(fù)法盡管優(yōu)點(diǎn)很多，但耗能比較大，修復(fù)的面積有限，易造成二次污染。
化學(xué)修復(fù)法是向土壤中加入改良劑，進(jìn)行吸附、氧化、還原或沉淀，降低鉻的生物有效性。這種方法只改變了鉻在土壤中存在的形態(tài)，鉻元素仍保留在土壤中，修復(fù)過程會(huì)產(chǎn)生二次污染，修復(fù)后的土壤上植物無法生存。
研究經(jīng)濟(jì)高效的鉻污染土壤修復(fù)處理方法，是改善我國(guó)環(huán)境土壤質(zhì)量的迫切要求，也是我國(guó)農(nóng)業(yè)化工領(lǐng)域重要的研究課題和國(guó)際上的研究熱點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的，就是研制一種制作簡(jiǎn)便、儲(chǔ)存使用安全方便，效果好的污染土壤修復(fù)劑，用于修復(fù)鉻污染的土壤，杜絕二次污染，降低修復(fù)費(fèi)用，改善自然環(huán)境，提高治理效率和經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
本發(fā)明的任務(wù)是這樣完成的：研究一種鉻污染土壤修復(fù)劑及制備方法，鉻污染土壤修復(fù)劑的原料配比組份按質(zhì)量計(jì)為：清水20~100：黃腐酸20~140：FeSO4或Na2S20~100；生產(chǎn)線包括反應(yīng)釜、加熱器、計(jì)量泵、電子秤、提升機(jī)、引風(fēng)機(jī)、酸霧凈化器、離心過濾機(jī)；制備工藝過程是：用計(jì)量泵計(jì)量，按配比向反應(yīng)釜中加入清水20~100份、生物黃腐酸20~140份，用蒸汽加熱器加溫至20~85℃，開動(dòng)攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速為每分鐘15~50轉(zhuǎn)，再經(jīng)電子秤稱量FeSO4或Na2S 20~100份，由提升機(jī)加入到反應(yīng)釜中，保持溫度20~85℃，攪拌20分鐘以上，形成均勻的混合液。整個(gè)反應(yīng)過程中均開啟引風(fēng)機(jī)及酸霧凈化器。反應(yīng)過程完畢，混合液形成反應(yīng)液，再由離心過濾機(jī)分離出不溶物，濾出的反應(yīng)液即為鉻污染土壤修復(fù)劑。反應(yīng)釜為不銹鋼或塘玻璃材料的反應(yīng)釜。FeSO4為市售的七水硫酸亞鐵，Na2S為市售的硫化鈉，生物黃腐酸為農(nóng)作物秸稈和林產(chǎn)品下腳料等生物質(zhì)在熱降解過程中產(chǎn)生的蒸餾提取物。制成鉻污染土壤修復(fù)劑后，灌入罐、桶、瓶等容器，裝車運(yùn)出儲(chǔ)存或直接應(yīng)用。
按照上述方案進(jìn)行實(shí)施、試驗(yàn)，證明本發(fā)明制備方法合理有效，操作簡(jiǎn)便安全，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好，制成的鉻污染土壤修復(fù)劑能夠有效修復(fù)被鉻污染的土壤，杜絕二次污染，改善自然環(huán)境，修復(fù)快，效果好，修復(fù)后的土壤能夠正常種樹養(yǎng)花，種植各種農(nóng)作物，治理費(fèi)用低，適用范圍廣泛，提高了經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，較好地達(dá)到了預(yù)定目的。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明。
選取的原料：FeSO4為市售的七水硫酸亞鐵，Na2S為市售的硫化鈉；生物黃腐酸為農(nóng)作物秸稈和樹葉、樹皮、樹枝等林產(chǎn)品生物質(zhì)在完全缺氧的密封條件下，經(jīng)過熱降解過程生成的蒸餾提取物液體中分離出來的一種低分子化合物。
實(shí)施例1：用計(jì)量泵計(jì)量，向搪玻璃反應(yīng)釜中加入20kg清水、140kg生物黃腐酸，開動(dòng)攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分鐘，開啟引風(fēng)機(jī)及酸霧凈化器，開啟加熱器，使釜內(nèi)溫度保持在20℃；再將電子秤稱量的140kg七水硫酸亞鐵加入搪玻璃反應(yīng)釜中，保持20℃溫度，攪拌40分鐘，充分混合均勻，反應(yīng)過程結(jié)束后，放出反應(yīng)釜內(nèi)的液體，經(jīng)離心過濾機(jī)過濾，去除不溶物，濾出的反應(yīng)液即為鉻污染土壤修復(fù)劑，裝入罐中，裝車運(yùn)出儲(chǔ)存或直接應(yīng)用。
實(shí)施例2：用計(jì)量泵計(jì)量，向不銹鋼反應(yīng)釜中加入100kg清水、20kg生物黃腐酸，開動(dòng)攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速為25轉(zhuǎn)/分鐘，開啟引風(fēng)機(jī)及酸霧凈化器，開啟加熱器，將釜內(nèi)溫度加熱至55℃；再將電子秤稱量的100kg硫酸鈉加入不銹鋼反應(yīng)釜中，保持55℃溫度，攪拌30分鐘，充分混合均勻，反應(yīng)過程結(jié)束后，放出反應(yīng)釜內(nèi)的液體，經(jīng)離心過濾機(jī)過濾，去除不溶物，濾出的反應(yīng)液即為鉻污染土壤修復(fù)劑，灌入小口桶中，裝車運(yùn)出儲(chǔ)存或直接應(yīng)用。
實(shí)施例3：用計(jì)量泵計(jì)量，向搪玻璃反應(yīng)釜中加入50kg清水、100kg生物黃腐酸，開動(dòng)攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/分鐘，開啟引風(fēng)機(jī)及酸霧凈化器，開啟加熱器，將釜內(nèi)溫度加熱至85℃；再將電子秤稱量的50kg七水硫酸亞鐵加入搪玻璃反應(yīng)釜中，保持85℃溫度攪拌20分鐘，充分混合均勻，反應(yīng)過程結(jié)束后，放出反應(yīng)釜內(nèi)的液體，經(jīng)離心過濾機(jī)過濾，去除不溶物，濾出的反應(yīng)液即為鉻污染土壤修復(fù)劑，灌入瓶中，裝車運(yùn)出儲(chǔ)存或直接應(yīng)用。
實(shí)施例4：用計(jì)量泵計(jì)量，向不銹鋼反應(yīng)釜中加入80kg清水、120kg生物黃腐酸，開動(dòng)攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分鐘，開啟引風(fēng)機(jī)及酸霧凈化器，開啟加熱器，將釜內(nèi)溫度加熱至65℃；再將電子秤稱量的70kg硫酸鈉加入不銹鋼反應(yīng)釜中，保持65℃溫度攪拌25分鐘，充分混合均勻，反應(yīng)過程結(jié)束后，放出反應(yīng)釜內(nèi)的液體，經(jīng)離心過濾機(jī)過濾，去除不溶物，濾出的反應(yīng)液即為鉻污染土壤修復(fù)劑，裝罐運(yùn)出，儲(chǔ)存或直接應(yīng)用。
用于實(shí)驗(yàn)的土壤中，總鉻含量：2270~4010mmg/kg，六價(jià)鉻含量：2180~2510mmg/kg，pH值：10.7~11.3。采用本發(fā)明鉻污染土壤修復(fù)劑與上述鉻污染土壤進(jìn)行混合攪拌后，放置四天，然后對(duì)修復(fù)后的土壤進(jìn)行了測(cè)試。按照《固體廢物浸出毒性浸出方法—硫酸硝酸法》（HJ/T 299-2007）制備的浸出液中，總鉻和Cr(Ⅵ)低于《鉻渣污染治理環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范》（暫行）（HJ/T 301-2007）中規(guī)定：鉻渣用作路基材料和混凝土骨料時(shí)的污染控制指標(biāo)限值，即總鉻≤1.5mg/L，Cr6+≤0.5mg/L，pH值介于6～9之間。經(jīng)測(cè)試，本發(fā)明鉻污染土壤修復(fù)劑修復(fù)后的鉻污染土壤浸出液中，總鉻含量：1.3mg/L，六價(jià)鉻含量：0.3mg/L，pH值：7.5；符合上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。按照《固體廢物浸出毒性浸出方法—硫酸硝酸法》（HJ/T 299-2007）制備的浸出液中，Cr(Ⅵ)的濃度也低于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中六價(jià)鉻的允許排放濃度（0.5 mg/L）。本發(fā)明鉻污染土壤修復(fù)劑完全符合以上國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明用于被鉻污染的土壤修復(fù)，施用之后，只需要一個(gè)星期，就可以恢復(fù)曾經(jīng)被鉻污染的土壤的基本特性，在施用本發(fā)明修復(fù)后的曾經(jīng)被鉻污染的土壤上種植花、草、玉米等植物，均可正常生長(zhǎng)。而國(guó)內(nèi)采用過的化學(xué)修復(fù)法、固化修復(fù)法、原位淋洗修復(fù)法等，都需要6個(gè)月以上至1年才能修復(fù)被鉻污染的土壤，植物修復(fù)法更需要2年以上才行；國(guó)外電動(dòng)修復(fù)法至少需要18個(gè)月。而且以上這些修復(fù)方法成本都很高，適于小范圍、小面積的土地修復(fù)，很難用于大面積推廣。相比之下，本發(fā)明應(yīng)用于被鉻污染的土壤修復(fù)，修復(fù)效率快，效果好很多，更加適合在國(guó)內(nèi)大面積推廣應(yīng)用。。
本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)便合理，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低；制成的鉻污染土壤修復(fù)劑產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，易于保存，用于修復(fù)鉻污染土壤，修復(fù)用時(shí)少、恢復(fù)效率快，治理效果好，能夠有效地改善土壤和環(huán)境，提高經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，具有良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益和光明的推廣應(yīng)用前景。