一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种重金属污染土壤修复剂，该修复剂按重量比由以下成分组成：生物质炭20‑30％、生石灰30‑50％、分子筛10‑20％、钠基膨润土10‑20％、聚环氧琥珀酸1‑10％、木质素磺酸钠1‑10％；制备方法为：首先将生物质炭、生石灰、分子筛、木质素磺酸钠、钠基膨润土按上述质量比均匀混合，得到混合物；然后将上述质量比的聚环氧琥珀酸加入所述的混合物，搅拌混合均匀，为制备的土壤修复剂。制备得到土壤修复剂在修复镉、铅、锌、汞复合污染土壤时具有良好的效果。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于土壤污染修复
，具体涉及一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法与应用。技术背景：土壤重金属污染已逐渐成大众关注的焦点问题。据环境保护部和国土资源部2014年公布《全国土壤污染状况调查公报》显示：全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。工矿业、农业等人为活动以及土壤环境背景值高是造成土壤污染或超标的主要原因。全国土壤总的超标率为16.1％，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2％、2.3％、1.5％和1.1％。污染类型以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8％。从污染分布情况看，南方土壤污染重于北方；长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大；镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。若以第二次全国土地调查结果为准，我国耕地最新数据为203077万亩来计算，中重度污染的耕地面积占2.9％，已经达到5889万亩。目前针对土壤重金属污染的治理方法主要有固定化/稳定化、淋洗法、洗土法、电动力学修复法、化学还原法、植物修复、微生物修复，总体存在修复效率低、处理成本高等问题。传统的修复方法如填埋、淋洗、电化学等工程量大，成本高、而且常常导致土壤结构破坏和某些营养元素丢失。因此，开发一种低成本、简单、高效、环境友好的土壤修复药剂具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法与应用，本专利技术采用生物质炭、生石灰、分子筛、聚环氧琥珀酸、木质素磺酸钠、钠基膨润土按比例混合，制成土壤修复剂，根据污染程度按一定比例添加到重金属污染土壤中，通过吸附、螯合等协同作用与土壤中的镉、铅等重金属发生反应，使重金属形成稳定的化学形态，阻止其环境迁移和扩散，降低重金属在环境中的毒害程度。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种重金属污染土壤修复剂，其原料由生物质炭、生石灰、分子筛、钠基膨润土、聚环氧琥珀酸、木质素磺酸钠组成，所述的土壤修复剂各原料的重量百分比为：生物质炭20-30％；生石灰30-50％；分子筛10-20％；钠基膨润土10-20％聚环氧琥珀酸1-10％；木质素磺酸钠1-10％；各原料的质量百分比之和为100％。进一步地，所述土壤修复剂各原料的质量百分比为：生物质炭25-30％；生石灰30-45％；分子筛10-15％；钠基膨润土10-15％聚环氧琥珀酸5-10％；木质素磺酸钠5-10％；各原料的质量百分比之和为100％。进一步地，所述修复剂中各原料的质量百分比为：生物质炭30％；生石灰35％；分子筛10％；钠基膨润土15％聚环氧琥珀酸5％；木质素磺酸钠5％。本专利技术一种重金属污染土壤修复剂，所述的生物质炭是以秸秆、花生壳、木屑的一种或几种为原料，在体系压力为3kPa,热解温度为500℃的条件真空热解30min制成，通过研磨处理得到3mm以下的固体粉末；所述的生石灰为2mm以下的固体粉末；土壤修复剂中的分子筛为13X型分子筛、MCM-41型分子筛的任意一种或两种的任意比例的混合物，所述的分子筛的粒径为1-3mm；所述的钠基膨润土为碱性系数大于1、蒙脱石含量为60-88％、粒径为2mm以下的固体粉末；所述的聚环氧琥珀酸为固体含量为35％的液态制品；所述的木质素磺酸钠为2mm以下的固体粉末。本专利技术一种重金属污染土壤修复剂，通过将生物质炭、生石灰、分子筛、木质素磺酸钠、钠基膨润土按上述比例混合，再将上述比例的聚环氧琥珀酸加入进行均匀混合，即可得到修复药剂。本专利技术一种重金属污染土壤修复剂，按上述过程获得混合物后，添加到重金属污染土壤中，所添加的修复药剂量为污染土壤重量的1-10％，再喷洒少量的水使得土壤保持湿润。该药剂可以用于单一重金属污染土壤的治理，也适用于复合重金属污染的治理，适用于大面积重金属污染土壤修复，包括重金属污染的矿山修复以及重金属使用生产企业污染场地的修复。与现有技术相比，本专利技术的修复药剂具有制备方法简单、可行、治理效果好的优点。相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：修复剂中的生物质炭通过真空热解生物质获得，在真空条件下制得的生物质炭孔隙率高，吸附值高；以秸秆等生物质为原料，充分利用资源，避免因其焚烧造成环境污染。生石灰的化学成分为氧化钙，一方面使土壤pH值提高土壤表面负电荷增加，从而土壤对重金属的亲和性增加；另一方面pH值升高，也有利于MOH+的存在而提高重金属离子的吸附量，同时促使土壤中重金属形成氢氧化物或结合态沉淀或共沉淀。分子筛选用13X和MCM-41，对重金属离子有强的吸附能力；钠基膨润土是以蒙脱石为主的黏土矿物，主要化学式为Nax(H2O)4
(AI2-xMg0.83)Si4O10)(OH)2，其结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的晶体结构。钠基膨润土晶胞形成的层状结构主要存在钠离子，易被其他阳离子置换，具有较好的离子交换性，可与土壤中的重金属进行离子交换，降低土壤重金属的生物毒性。聚环氧琥珀酸(PESA)是一种无氮、非磷有机化合物，兼具阻垢缓蚀双重功效，生物降解性能好并适用于高碱、高金属含量水系，在较宽的PH范围内与多种重金属离子生成稳定的螯合物，且毒性小，可完全生物降解。木质素磺酸钠是一种天然高分子聚合物，具有很强的分散能力，适于将固体分散在水介质中，能吸附在各种固体质点的表面上，可进行金属离子交换作用；木质素磺酸钠的加入，最大限度地促进修复药剂中的其他组分在土壤中的分散，同时自身也具有与重金属离子的螯合作用。除了上述组分各自的吸附、螯合作用外，分子筛和生物质炭的加入能很好地改善土壤理化性质，大大增强土壤的通透性，聚环氧琥珀酸、木质素磺酸钠的水溶性好，容易与分子筛、生物质炭相互配合与重金属离子反应，同时木质素磺酸钠具有分散作用，在有水的土壤环境中，促进其他组分在土壤中分散，最大限度地与土壤接触反应。通过上述组分发挥协同作用，使得重金属在土壤中的浸出率大大降低，达到并优于国家《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的一级标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重金属污染土壤修复剂，其特征在于：原料由生物质炭、生石灰、分子筛、钠基膨润土、聚环氧琥珀酸、木质素磺酸钠组成，所述的土壤修复剂各原料的质量百分比为：生物质炭 20‑30％；生石灰 30‑50％；分子筛 10‑20％；钠基膨润土 10‑20％聚环氧琥珀酸 1‑10％；木质素磺酸钠 1‑10％；各原料的质量百分比之和为 100％。

【技术特征摘要】
1.一种重金属污染土壤修复剂，其特征在于：原料由生物质炭、生石灰、分
子筛、钠基膨润土、聚环氧琥珀酸、木质素磺酸钠组成，所述的土壤修复剂各原
料的质量百分比为：
生物质炭20-30％；
生石灰30-50％；
分子筛10-20％；
钠基膨润土10-20％
聚环氧琥珀酸1-10％；
木质素磺酸钠1-10％；
各原料的质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复剂，其特征在于：所述土
壤修复剂各原料的质量百分比为：
生物质炭25-30％；
生石灰30-45％；
分子筛10-15％；
钠基膨润土10-15％
聚环氧琥珀酸5-10％；
木质素磺酸钠5-10％；
各原料的质量百分比之和为100％。
3.根据权利要求1或2所述的一种重金属污染土壤修复剂，其特征在于：所
述修复剂中各原料的质量百分比为：
生物质炭30％；
生石灰35％；
分子筛10％；
钠基膨润土15％
聚环氧琥珀酸5％；
木质素磺酸钠5％。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种重金属污染土壤修复剂，其特征

\t在于：所述的土壤修复剂中生物质炭是以秸秆、花生壳、木屑的一种或几种为原
料，在体系压力为3kPa、热解温度为500℃的条件下真空热解30min，再通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：周益辉，
申请(专利权)人：周益辉，
类型：发明
国别省市：湖南;43