一种用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂及其制备和应用

摘要

本发明公开了一种用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂及其制备和应用，涉及重金属处理技术领域。一种用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂及其制备和应用，包括S1：将熟石灰倾倒在搅拌池中加入水后充分进行搅拌，搅拌一段时间后清除表面的杂质得到石灰浆；S2：在石灰浆中依次投放胡敏酸、草酸钠、黏土矿物和有机质并充分搅拌静置得到混合物料A；S3：将混合物料A研磨成粉末状，定量后溶解在容器承装的蒸馏水中；S4：抽取容器内部空气，并将等体积氮气充入其中。本发明通过石灰石碱化土壤，使得重金属转变为不易吸收的形态，并利用胡敏素使得重金属离子络合，从而将重金属离子固定以修复土壤，其原材料成本较低，修复速度快。

说明书

技术领域

本发明涉及重金属处理技术领域，具体为一种用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂及其制备和应用。

背景技术

重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属超标制品等人为因素所致，重金属原义是指比重大于5的金属，包括金、银、铜、铁、铅等，重金属污染与其他有机化合物的污染不同，不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除，而重金属具有富集性，很难在环境中降解。

在重金属污染土壤的修复过程中，采用物理法需要对土壤集中处理成本较高，采用生物阀修复周期过长时间成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂及其制备和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂及其制备和应用，包括其制备方法分为以下步骤：

S1：将熟石灰倾倒在搅拌池中加入水后充分进行搅拌，搅拌一段时间后清除表面的杂质得到石灰浆；

S2：在石灰浆中依次投放胡敏酸、草酸钠、黏土矿物和有机质并充分搅拌静置得到混合物料A；

S3：将混合物料A研磨成粉末状，定量后溶解在容器承装的蒸馏水中；

S4：抽取容器内部空气，并将等体积氮气充入其中。

更进一步地，所述S1步骤中的熟石灰与水的质量比为2：1，搅拌时间为30分钟。

更进一步地，所述S2步骤中黏土矿物包括硅酸盐、水铝石英和云母三者质量比为3:1:1。

更进一步地，所述S2步骤中的有机质包括纤维素粉末、木质素和单宁三者质量比为2:1:1。

更进一步地，所述S2步骤中的石灰浆、胡敏酸、草酸钠、黏土矿物和有机质以百分数比记为（60-70）wt%：（5-20）wt%：（5-20）wt%：（5-20）wt%：（5-20）wt%。

更进一步地，所述S3步骤中粉末直径为50-80目之间，混合物料A与蒸馏水的定量比为1:1。

更进一步地，其应用方法如下：

N1：将土壤刨翻，使用螯合剂进行淋洗，淋洗完毕后覆盖上地膜一段时间；

N2：揭开地膜将用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂稀释后通过喷雾器进行喷洒，喷洒完毕后再次覆盖地膜；

N3：经过一段时间后再次打开地膜喷洒用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂覆盖地膜一段时间；

N4：检测土壤中重金属络合物的络合比例达到要求后拆除地膜。

更进一步地，所述N1步骤中的螯合剂为10%的乙二胺四乙酸溶液，其喷洒量控制在800-1000ml/m²。

更进一步地，所述N2步骤中采用蒸馏水稀释用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂，稀释蒸馏水与用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂的配置质量比例为（5-10）:1。

更进一步地，所述N2步骤和N3步骤喷洒量均控制在500-800ml/m²。

更进一步地，所述N1步骤中的地膜覆盖时间为24-48小时，所述N3步骤中经过36-48小时后再次打开地膜，再次覆盖地膜时间为5天。

更进一步地，所述N4步骤中络合比例要求为80%。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）、该用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂及其制备和应用，通过石灰石碱化土壤，使得重金属转变为不易吸收的形态，并利用胡敏素使得重金属离子络合，从而将重金属离子固定以修复土壤，其原材料成本较低，修复速度快。

（2）、该用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂及其制备和应用，通过螯合剂预淋洗辅助污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂的使用使得金属离子络合速度更快。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂及其制备和应用，其制备和应用分为以下步骤：

S1：将40kg熟石灰倾倒在搅拌池中20kg加入水后充分进行搅拌，搅拌30分钟后清除表面的杂质得到石灰浆；

S2：在60kg石灰浆中依次投放10kg胡敏酸、5kg草酸钠、20kg黏土矿物和5kg有机质并充分搅拌静置得到混合物料A，黏土矿物包括硅酸盐、水铝石英和云母三者质量比为3:1:1，有机质包括纤维素粉末、木质素和单宁三者质量比为2:1:1；

S3：将混合物料A研磨成50目的粉末，定量后溶解在容器承装的100kg蒸馏水中；

S4：抽取容器内部空气，并将等体积氮气充入其中。

S5：将土壤刨翻，使用10%的乙二胺四乙酸溶液进行淋洗，淋洗完毕后覆盖上地膜24小时，喷洒量控制在800ml/m²；

S6：揭开地膜采用500kg的水将用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂稀释后通过喷雾器进行喷洒，喷洒量均控制在500ml/m²，喷洒完毕后再次覆盖地膜；

S7：经过36小时后再次打开地膜喷洒用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂覆盖地膜5天；

S8：检测土壤中重金属络合物的络合比例大于80%后拆除地膜。

实施例二：

用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂及其制备和应用，其制备和应用分为以下步骤：

S1：将44kg熟石灰倾倒在搅拌池中22kg加入水后充分进行搅拌，搅拌30分钟后清除表面的杂质得到石灰浆；

S2：在66kg石灰浆中依次投放7kg胡敏酸、5kg草酸钠、17kg黏土矿物和5kg有机质并充分搅拌静置得到混合物料A，黏土矿物包括硅酸盐、水铝石英和云母三者质量比为3:1:1，有机质包括纤维素粉末、木质素和单宁三者质量比为2:1:1；

S3：将混合物料A研磨成50目的粉末，定量后溶解在容器承装的100kg蒸馏水中得到用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂；

S4：抽取容器内部空气，并将等体积氮气充入其中。

S5：将土壤刨翻，使用10%的乙二胺四乙酸溶液进行淋洗，淋洗完毕后覆盖上地膜36小时，喷洒量控制在900ml/m²；

S6：揭开地膜采用500kg的水将用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂稀释后通过喷雾器进行喷洒，喷洒量均控制在600ml/m²，喷洒完毕后再次覆盖地膜；

S7：经过40小时后再次打开地膜喷洒用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂覆盖地膜5天；

S8：检测土壤中重金属络合物的络合比例大于80%后拆除地膜。

实施例三：

用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂及其制备和应用，其制备和应用分为以下步骤：

S1：将46kg熟石灰倾倒在搅拌池中23kg加入水后充分进行搅拌，搅拌30分钟后清除表面的杂质得到石灰浆；

S2：在69kg石灰浆中依次投放6kg胡敏酸、4kg草酸钠、15kg黏土矿物和5kg有机质并充分搅拌静置得到混合物料A，黏土矿物包括硅酸盐、水铝石英和云母三者质量比为3:1:1，有机质包括纤维素粉末、木质素和单宁三者质量比为2:1:1；

S3：将混合物料A研磨成80目的粉末，定量后溶解在容器承装的100kg蒸馏水中得到用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂；

S4：抽取容器内部空气，并将等体积氮气充入其中。

S5：将土壤刨翻，使用10%的乙二胺四乙酸溶液进行淋洗，淋洗完毕后覆盖上地膜48小时，喷洒量控制在1000ml/m²；

S6：揭开地膜采用500kg的水将用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂稀释后通过喷雾器进行喷洒，喷洒量均控制在800ml/m²，喷洒完毕后再次覆盖地膜；

S7：经过48小时后再次打开地膜喷洒用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂覆盖地膜5天；

S8：检测土壤中重金属络合物的络合比例大于80%后拆除地膜。

实施例四：

用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂及其制备和应用，其制备和应用分为以下步骤：

S1：将40kg熟石灰倾倒在搅拌池中20kg加入水后充分进行搅拌，搅拌30分钟后清除表面的杂质得到石灰浆；

S2：在60kg石灰浆中依次投放5kg胡敏酸、10kg草酸钠、20kg黏土矿物和5kg有机质并充分搅拌静置得到混合物料A，黏土矿物包括硅酸盐、水铝石英和云母三者质量比为3:1:1，有机质包括纤维素粉末、木质素和单宁三者质量比为2:1:1；

S3：将混合物料A研磨成80目的粉末，定量后溶解在容器承装的100kg蒸馏水中得到用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂；

S4：抽取容器内部空气，并将等体积氮气充入其中。

S5：将土壤刨翻，使用10%的乙二胺四乙酸溶液进行淋洗，淋洗完毕后覆盖上地膜24小时，喷洒量控制在1000ml/m²；

S6：揭开地膜采用1000kg的水将用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂稀释后通过喷雾器进行喷洒，喷洒量均控制在800ml/m²，喷洒完毕后再次覆盖地膜；

S7：经过36小时后再次打开地膜喷洒用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂覆盖地膜5天；

S8：检测土壤中重金属络合物的络合比例大于80%后拆除地膜。

实施例五：

用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂及其制备和应用，其制备和应用分为以下步骤：

S1：将40kg熟石灰倾倒在搅拌池中20kg加入水后充分进行搅拌，搅拌30分钟后清除表面的杂质得到石灰浆；

S2：在60kg石灰浆中依次投放5kg胡敏酸、10kg草酸钠、20kg黏土矿物和5kg有机质并充分搅拌静置得到混合物料A，黏土矿物包括硅酸盐、水铝石英和云母三者质量比为3:1:1，有机质包括纤维素粉末、木质素和单宁三者质量比为2:1:1；

S3：将混合物料A研磨成50目的粉末，定量后溶解在容器承装的100kg蒸馏水中得到用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂；

S4：抽取容器内部空气，并将等体积氮气充入其中。

S5：将土壤刨翻，使用10%的乙二胺四乙酸溶液进行淋洗，淋洗完毕后覆盖上地膜24小时，喷洒量控制在800ml/m²；

S6：揭开地膜采用700kg的水将用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂稀释后通过喷雾器进行喷洒，喷洒量均控制在800ml/m²，喷洒完毕后再次覆盖地膜；

S7：经过48小时后再次打开地膜喷洒用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂覆盖地膜5天；

S8：检测土壤中重金属络合物的络合比例大于80%后拆除地膜。

实施例六：

用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂及其制备和应用，其制备和应用分为以下步骤：

S1：将40kg熟石灰倾倒在搅拌池中20kg加入水后充分进行搅拌，搅拌30分钟后清除表面的杂质得到石灰浆；

S2：在60kg石灰浆中依次投放10kg胡敏酸、10kg草酸钠、15kg黏土矿物和5kg有机质并充分搅拌静置得到混合物料A，黏土矿物包括硅酸盐、水铝石英和云母三者质量比为3:1:1，有机质包括纤维素粉末、木质素和单宁三者质量比为2:1:1；

S3：将混合物料A研磨成80目的粉末，定量后溶解在容器承装的100kg蒸馏水中得到用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂；

S4：抽取容器内部空气，并将等体积氮气充入其中。

S5：将土壤刨翻，使用10%的乙二胺四乙酸溶液进行淋洗，淋洗完毕后覆盖上地膜24小时，喷洒量控制在800-1000ml/m²；

S6：揭开地膜采用700kg的水将用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂稀释后通过喷雾器进行喷洒，喷洒量均控制在800ml/m²，喷洒完毕后再次覆盖地膜；

S7：经过48小时后再次打开地膜喷洒用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂覆盖地膜5天；

S8：检测土壤中重金属络合物的络合比例大于80%后拆除地膜。

对比例：

用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂及其制备和应用，其制备和应用分为以下步骤：

S1：将40kg熟石灰倾倒在搅拌池中20kg加入水后充分进行搅拌，搅拌30分钟后清除表面的杂质得到石灰浆；

S2：在60kg石灰浆干燥研磨成50目的粉末，定量后溶解在容器承装的40kg蒸馏水中得到用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂；

S3：抽取容器内部空气，并将等体积氮气充入其中。

S4：将土壤刨翻，使用10%的乙二胺四乙酸溶液进行淋洗，淋洗完毕后覆盖上地膜24小时，喷洒量控制在1000ml/m²；

S5：揭开地膜采用500kg的水将用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂稀释后通过喷雾器进行喷洒，喷洒量均控制在800ml/m²，喷洒完毕后再次覆盖地膜；

S6：经过48小时后再次打开地膜喷洒用于污染土壤中重金属元素固定的土壤修复剂覆盖地膜5天；

S7：检测土壤中重金属络合物的络合比例大于80%后拆除地膜。

分别检测实施例一至对比例的2、3、4、5天的土壤重金属络合比例得到表1.

表1

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。