一種用于治理鎘污染土壤的修復(fù)藥劑及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及土壤污染修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于治理鎘污染土壤的修復(fù)藥劑及應(yīng)用。
技術(shù)背景:
[0002]土壤重金屬污染已逐漸成大眾關(guān)注的焦點問題。
[0003]據(jù)環(huán)境保護(hù)部和國土資源部2014年公布《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示:全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)等人為活動以及土壤環(huán)境背景值高是造成土壤污染或超標(biāo)的主要原因。全國土壤總的超標(biāo)率為16.1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11.2 %、2.3 %、1.5 %和1.1 %。污染類型以無機(jī)型為主，有機(jī)型次之，復(fù)合型污染比重較小，無機(jī)污染物超標(biāo)點位數(shù)占全部超標(biāo)點位的82.8%。
[0004]從污染分布情況看，南方土壤污染重于北方；長江三角洲、珠江三角洲、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問題較為突出，西南、中南地區(qū)土壤重金屬超標(biāo)范圍較大；鎘、汞、砷、鉛4種無機(jī)污染物含量分布呈現(xiàn)從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態(tài)勢。
[0005]主要污染物為鎘、鎳、銅、砷、汞、鉛、滴滴涕和多環(huán)芳烴。若以第二次全國土地調(diào)查結(jié)果為準(zhǔn)，我國耕地最新數(shù)據(jù)為203077萬畝來計算，中重度污染的耕地面積占2.9%，已經(jīng)達(dá)到5889萬畝。
[0006]目前針對土壤重金屬污染的治理方法主要有固定化/穩(wěn)定化、淋洗法、洗土法、電動力學(xué)修復(fù)法、化學(xué)還原法、植物修復(fù)、微生物修復(fù)。但總體存在修復(fù)效率低、處理成本高等問題。
[0007]因此，我們有必要從現(xiàn)有的各種方法中取長補(bǔ)短，發(fā)明一種土壤修復(fù)藥劑及使用方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種原料廣泛、制備簡單、操作方便、效果好的用于治理重金屬鎘污染土壤的修復(fù)藥劑。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于治理鎘污染土壤的修復(fù)藥劑，其特征在于:所述的修復(fù)藥劑各原料的重量百分比為:
[0010]聚丙烯酰胺為5-10%;
[0011]還原劑為5-20%;
[0012]殼聚糖為5-10%;
[0013]木質(zhì)素磺酸鈉為5-10%;
[0014]氧化鈣為50-75%;
[0015]草木灰為5-10%;
[0016]所述的還原劑為硫代硫酸鈉和硫酸亞鐵按質(zhì)量配比7:3制成的混合物；
[0017]所述的草木灰為秸桿或稻草燃燒后產(chǎn)生的殘余固體物質(zhì)；
[0018]所述的修復(fù)藥劑通過分別磨制成粒度不小于200目的物料，按上述比例混合均勻
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[0019]本發(fā)明一種用于治理鎘污染土壤的修復(fù)藥劑的使用方法，包括以下步驟:
[0020](I)取含鎘污染土壤樣品，按公知浸出方法檢測待處理的污染土壤樣品中鎘的含量；
[0021](2)根據(jù)檢測結(jié)果，按質(zhì)量比鎘污染土壤:修復(fù)藥劑=50?200:1添加修復(fù)藥劑，將修復(fù)藥劑均勻地鋪灑在待處理的土壤表面；
[0022](3)采用翻耕攪拌的方式將待處理土壤連通其上鋪灑的修復(fù)藥劑攪拌混合3次以上，形成混合土壤，加水保持混合土壤的含水量超過50% ;
[0023](4)在混合土壤上覆蓋塑料膜，養(yǎng)護(hù)3天以上使得混合土壤中的修復(fù)藥劑與重金屬污染土壤中的鎘充分反應(yīng)和穩(wěn)定化；
[0024](5)采樣檢測混合土壤中鎘有效態(tài)的含量。
[0025]本發(fā)明---一種用于治理鎘污染土壤的修復(fù)藥劑，參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)，采用單因子污染指數(shù)評價法，對鎘污染土壤進(jìn)行修復(fù)治理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的修復(fù)藥劑具有制備方法簡單、可行、治理效果好的優(yōu)點。
[0026]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于:
[0027]1、修復(fù)藥劑中的聚丙烯酰胺是高分子聚合物，有良好的水溶性，無毒、無腐蝕性、可以改善土壤的物理性能，增加土壤大團(tuán)聚體數(shù)目，提高土壤導(dǎo)水性和含水量，減緩?fù)寥懒魇?，能讓土壤與淋洗液充分接觸;此外，聚丙烯酰胺具有羧基和酰胺基等活性基團(tuán)，可通過與土壤顆粒表面的金屬離子形成配位鍵，有使穩(wěn)定鉻離子的協(xié)同作用；
[0028]2、修復(fù)藥劑中的還原劑為硫代硫酸鈉和硫酸亞鐵的混合物，還原性能高，主要目的是將二價鎘還原，兩種還原劑的組合物相對于單一還原劑來說，還原劑量減少且效果更佳，說明兩者的組合物具有協(xié)同作用。兩者均易溶于水，價格便宜。
[0029]3、修復(fù)藥劑中的殼聚糖是自然界存在的唯一堿性多糖，它具有胺基極易形成四級胺正離子，其分子中的氨基和與氨基相鄰的羥基與重金屬鎘能形成穩(wěn)定的螯合物，具有很好的去除作用；
[0030]4、修復(fù)藥劑中的木質(zhì)素磺酸鈉是一種天然高分子聚合物，具有很強(qiáng)的分散能力，適于將固體分散在水介質(zhì)中，能吸附在各種固體質(zhì)點的表面上，可進(jìn)行金屬離子交換作用；木質(zhì)素磺酸鈉的加入，最大限度地促進(jìn)修復(fù)藥劑中的其他組分在土壤中的分散，同時自身也具有與重金屬離子的螯合作用；
[0031 ] 5、修復(fù)藥劑中的氧化鈣，一方面使土壤pH值提高土壤表面負(fù)電荷增加，從而土壤對重金屬的親和性增加；另一方面pH值升高，也有利于MOH+的存在而提高Cd重金屬離子的吸附量，同時促使土壤中Cd重金屬形成氫氧化物或結(jié)合態(tài)沉淀或共沉淀。
[0032]6、修復(fù)藥劑中的草木灰有效調(diào)節(jié)土壤中的營養(yǎng)元素，改良土壤；同時作為堿性物質(zhì)對修復(fù)鎘污染有協(xié)同作用；
[0033]上述組分充分發(fā)揮作用，使得重金屬鎘在土壤中的浸出率大大降低。
【具體實施方式】
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[0034]修復(fù)藥劑的實施例1:
[0035]將下述原料磨成粒度不小于200目的物料，按照質(zhì)量百分比稱重:
[0036]聚丙烯酰胺5%;
[0037]硫代硫酸鈉3.5%;
[0038]硫酸亞鐵1.5%;
[0039]殼聚糖5%;
[0040]木質(zhì)素磺酸鈉5%;
[0041]氧化鈣75%;
[0042]草木灰5%;
[0043]然后混合均勻，即得到所述的修復(fù)藥劑。
[0044]修復(fù)藥劑的實施例2:
[0045]將下述原料磨成粒度不小于200目的物料，按照質(zhì)量百分比稱重:
[0046]聚丙烯酰胺10%;
[0047]硫代硫酸鈉7%;
[0048]硫酸亞鐵3%;
[0049]殼聚糖10%;
[0050]木質(zhì)素磺酸鈉10%;
[0051 ]氧化鈣 50%;
[0052]草木灰10%;
[0053]然后混合均勻，即得到所述的修復(fù)藥劑。
[0054]修復(fù)藥劑的實施例3:
[0055]將下述原料磨成粒度不小于200目的物料，按照質(zhì)量百分比稱重:
[0056]聚丙烯酰胺5%;
[0057]硫代硫酸鈉14%;
[0058]硫酸亞鐵6%;
[0059]殼聚糖5%;
[0060]木質(zhì)素磺酸鈉5%;
[0061]氧化鈣60%;
[0062]草木灰5%;
[0063]然后混合均勻，即得到所述的修復(fù)藥劑。
[0064]修復(fù)藥劑應(yīng)用實施例
[0065]100公斤鎘污染土壤取自湖南衡陽某農(nóng)田。
[0066](I)采用《土壤質(zhì)量有效態(tài)鉛和鎘的測定原子吸收法》(GB/T 23739-2009)中規(guī)定的檢測方法測定土壤樣品中鎘的含量，有效態(tài)鎘含量為45mg/kg。
[0067](2)根據(jù)檢測結(jié)果，修復(fù)藥劑中實施例1中給出的修復(fù)藥劑2公斤，將修復(fù)藥劑均勻地鋪灑在待處理的土壤表面；
[0068](3)采用攪拌的方式將待處理土壤連通其上鋪灑的修復(fù)藥劑攪拌混合3次以上，形成混合土壤，加水保持混合土壤的含水量超過50% ；
[0069](4)在混合土壤上覆蓋塑料薄膜，養(yǎng)護(hù)3天，讓混合土壤中的修復(fù)藥劑與重金屬污染土壤中的鎘充分反應(yīng)，充分穩(wěn)定化；
[0070](5)采樣檢測混合土壤中鎘的含量，土壤中有效態(tài)鎘含量為0.12mg/kg，滿足《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)中二級農(nóng)用土壤的要求。
【主權(quán)項】
1.一種用于治理鎘污染土壤的修復(fù)藥劑，其特征在于:所述的修復(fù)藥劑各原料的重量百分比為: 聚丙烯酰胺為5-10%; 還原劑為5-20%; 殼聚糖為5-10%; 木質(zhì)素磺酸鈉為5-10%; 氧化鈣為50-75%; 草木灰為5-10% ； 各原料的質(zhì)量百分比之和為100%; 所述的草木灰為秸桿或稻草燃燒后產(chǎn)生的殘余固體物質(zhì)； 所述的還原劑為硫代硫酸鈉和硫酸亞鐵按質(zhì)量配比7:3制成的混合物； 所述的修復(fù)藥劑通過分別磨制成粒度不小于200目的物料，按上述比例混合均勻而成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于治理鎘污染土壤的修復(fù)藥劑，其特征在于:所述的修復(fù)藥劑各原料的重量百分比為: 聚丙烯酰胺5%; 硫代硫酸鈉3.5%; 硫酸亞鐵1.5%; 殼聚糖5%; 木質(zhì)素磺酸鈉5%; 氧化鈣75%; 草木灰5% ； 所述的草木灰為秸桿或稻草燃燒后產(chǎn)生的殘余固體物質(zhì)； 所述的還原劑為硫代硫酸鈉和硫酸亞鐵按質(zhì)量配比7:3制成的混合物； 所述的修復(fù)藥劑通過分別磨制成粒度不小于200目的物料，按上述比例混合均勻而成。3.如權(quán)利要求1或2所述的用于治理鎘污染土壤的修復(fù)藥劑在修復(fù)鎘污染土壤中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于治理鎘污染土壤的修復(fù)藥劑，該修復(fù)劑按重量比由以下成分組成：聚丙烯酰胺5-10％；還原劑5-20％；殼聚糖為5-10％；木質(zhì)素磺酸鈉5-10％；氧化鈣50-75％；草木灰5-10％；所述的還原劑為硫代硫酸鈉和硫酸亞鐵按質(zhì)量配比7:3制成的混合物；所述的修復(fù)藥劑通過分別磨制成粒度不小于200目的物料，按上述比例混合均勻而成。制備得到土壤修復(fù)劑在修復(fù)鎘污染土壤時具有良好的效果，本發(fā)明的修復(fù)藥劑具有制備方法簡單、可行、治理效果好的優(yōu)點。
【IPC分類】B09C1/08, C09K17/40
【公開號】CN105665435
【申請?zhí)枴緾N201610081196
【發(fā)明人】周益輝
【申請人】周益輝
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年2月4日