一种钝化修复重金属污染土壤的方法技术

本发明专利技术提供了一种钝化修复重金属污染土壤的方法。采集重金属污染表层土，剔除大颗粒杂物，风干混匀，研磨过2mm筛；将干燥的赤泥研磨过100目筛，加入去离子水对赤泥粉末进行洗涤，并用pH计测定混合液体系的pH值，重复洗涤，至脱盐后赤泥pH值为8、10、11即为脱盐后的赤泥；向上一步骤获得的脱盐赤泥中加入硫酸亚铁，添加去离子水保证含水率在40％～70％，于温度为25℃±0.5℃、湿度为95％的条件下养护7～10天，即为改良后的赤泥；将上一步骤获得的改良后的赤泥按照污染土壤干重0.5％～2％的添加比例加入到重金属污染土壤中，在固体干重的含水量为40％～70％的条件下充分搅拌均匀，于温度为25℃±0.5℃、湿度为95％的条件下养护25～35天，烘干，研磨，备用。

Method for passivating and repairing heavy metal polluted soil

The invention provides a method for passivating and repairing heavy metal contaminated soil. Collection of heavy metal pollution in the surface soil, remove large particles of debris, dry mixing, grinding and 2mm sieve; the red mud dry grinding over 100 mesh sieve, adding deionized water to wash the red mud powder, and pH determination of pH value of the system, repeated washing, to the red mud pH value after desalination was 8, 10 11, is the red mud after desalination; adding ferrous sulfate to obtain a step of desalination in the red mud, adding deionized water to ensure the water content in 40% ~ 70%, at the temperature of 25 DEG C, + 0.5 to 95% moisture condition maintenance 7 ~ 10 days, the red mud modified red mud will be improved; the last step was obtained after the contaminated soil dry weight added in 0.5% ~ 2% the proportion of the added to soil heavy metal pollution in water, in the dry solids containing heavy ranged from 40% to 70% under the condition of fully mixing, the temperature is 25 - 0.5 Deg. C, wet Under the condition of 95%, curing for 25~35 days, drying, grinding, spare.

【技术实现步骤摘要】
一种钝化修复重金属污染土壤的方法
本专利技术涉及一种钝化修复重金属污染土壤的方法，属于修复重金属污染土壤的方法

技术介绍
2014年《全国土壤污染状况调查公报》相关数据显示，我国约有3亿亩耕地受到重金属污染，土壤点位超标率高达19.4％，且重金属污染物种类主要是镉、砷、铅，其中土壤Cd点位超标率达到了7％，年产Cd超标农产品达150万吨，由此造成的经济损失超过200亿。我国土壤受重金属污染严重，且重金属污染物具有毒性大、易积累、不可降解等特点，对生态环境、粮食安全和人体健康构成严重威胁，重金属污染土壤的修复工作迫在眉睫。目前，重金属污染土壤的修复技术研究取得了长足发展，主要包括物理、化学、生物、农业生态修复技术，其中化学修复法中的土壤重金属钝化稳定技术通过向土壤中添加钝化改良材料，利用钝化材料与土壤中重金属元素的化学沉淀、化学吸附、表面沉淀等作用，使重金属向低溶解、固定态等低毒形态转化，降低污染土壤中重金属的溶解性和生物有效性，从而减少作物吸收、降低环境风险，具有修复效果明显、修复成本低、施工操作简单易行、对土壤结构扰动小，可适用于不同土壤类型等诸多优点。赤泥是氧化铝生产过程中产生的具有高碱、高盐特性的废弃物。每生产1吨氧化铝，就会产生1～2吨的赤泥，中国作为世界第四大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达700万吨。不同的氧化铝生产方法，产生的赤泥种类也不同，可分为拜耳法，烧结法和联合法。目前，赤泥堆放仍然是处理赤泥的主要手段，长期堆存不仅占用大量的土地及宝贵的农田，而且对生态环境的污染不容忽视。赤泥的主要成分是SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、Na2O等，pH值在10～12之间，颗粒粒径大多小于63μm，其随风迁移造成的粉尘污染，极大的危害了周边作物、建筑物表面、土壤以及人体健康，甚至造成地下水污染。不同于石灰、石膏、含磷矿物、海泡石、高岭土、有机肥等常用的钝化修复材料，大量文献研究表明，利用赤泥的高pH和优良的吸附性能可以应用于重金属的钝化修复，能有效降低污染土壤中重金属移动性和生物有效性，还能实现赤泥的资源化利用，有效降低钝化修复成本，是一种应用前景广阔的资源利用方法。但由于赤泥碱性较强，盐含量较高，直接施用易造成土壤盐碱度增加，不利于土地利用功能的构建，存在潜在的环境风险。相关文献检索表明，中国专利号ZL201410237838.2、授权公告号CN104028538B、授权公告日2016年4月6日，公开了一种酸化后的赤泥。该专利酸化后的赤泥配料由赤泥、凹凸棒石、粘土、氧化镁、硫酸、速溶硅酸钠、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素和碳酸钠组成，pH值为6.5～7.5。该专利很好降低了赤泥的高碱性，但主要是利用酸化后赤泥的触变性、热稳定性、可塑性、粘结性，适用于生产建筑材料、发泡剂和消防产品，未能很好开发利用赤泥高吸附性能。中国专利号ZL201310230541.9、授权公告号CN103272836B、授权公告日2015年4月29日，公开了一种赤泥复合材料的制备及其对重金属污染土壤的修复方法。该专利公布了赤泥复合材料的用料配比、制备方法，但材料种类繁多、工艺复杂，不适用于我国大面积的重金属污染土壤钝化修复的实施。中国专利申请号201510733378.7，申请公布号CN105330476A、申请公布日2016年2月17日，公开了一种赤泥辅助土壤修复肥料，但主要是以生物炭为基质，提高土壤养分，对土壤的重金属钝化修复没有数据支撑，且组分含有微生物菌剂，肥效的安全性和持久性有待观察。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种钝化修复重金属污染土壤的方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种钝化修复重金属污染土壤的方法，步骤一、重金属污染土壤的准备采集重金属污染表层土，剔除大颗粒杂物，风干混匀，采用四分法进行缩分，研磨过2mm筛，保存，备用；步骤二、对赤泥进行脱盐将干燥的赤泥研磨过100目筛，加入去离子水对赤泥粉末进行洗涤，去离子水的加入量为赤泥重量的25倍，振荡搅拌5min，静置1～3h，并用pH计测定混合液体系的pH值，重复洗涤，至脱盐后赤泥pH值为8、10、11，即为脱盐后的赤泥，烘干，研磨过100目筛；步骤三、对脱盐赤泥进行铁改性向步骤二获得的脱盐赤泥中加入硫酸亚铁，硫酸亚铁的添加量为脱盐赤泥干重的1～3％，添加去离子水保证含水率在40％～70％，充分搅拌均匀，于温度为25℃±0.5℃、湿度为95％的条件下养护7～10天，即为改良后的赤泥，烘干，研磨，备用；步骤四、添加改良后的赤泥钝化重金属污染土壤将步骤三获得的改良后的赤泥按照污染土壤干重0.5％～2％的添加比例加入到重金属污染土壤中，在固体干重的含水量为40％～70％的条件下充分搅拌均匀，于温度为25℃±0.5℃、湿度为95％的条件下养护25～35天，烘干，研磨，备用。所述步骤二中，赤泥为粒度＜0.125mm的干粉。所述步骤二中，赤泥的pH值为11。所述步骤三中，硫酸亚铁的添加量为赤泥干重的1％。所述步骤四中，改良后的赤泥添加量为重金属污染土壤干重的0.5％。所述步骤四中，改良赤泥恒温恒湿养护时间为30天。所述步骤四中，固体干重的含水量为60％。本专利技术结合土壤钝化修复技术，对赤泥进行一定程度的脱盐和改性处理，研发基于赤泥的重金属污染土壤的钝化剂，不仅能钝化污染土壤中的重金属，还能一定程度上实现赤泥的减量化处理，减轻赤泥堆放带来的环境风险，达到以废治废的目的，实现低成本、高效率钝化药剂的开发和废弃物的资源化利用。本专利技术中使用的改性后的赤泥，安全，高效，经济，为污染土壤重金属的钝化及赤泥的资源化利用提供新方法，具有广阔的应用前景。附图说明图1为本专利技术钝化修复重金属污染土壤的方法的流程图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术做进一步的详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本专利技术的保护范围不限于下述实施例。1、重金属污染土壤基本理化性质以湖北省某矿区周边重金属污染土壤为研究对象。重金属污染土壤类型为黄棕壤，Cd全量为0.7mg/kg，As全量为80mg/kg，pH值为4.97(水：土＝2.5:1)，有机质含量为2.0％，阳离子交换量(CEC)为126.95cmol/kg，碱解氮含量为173.24mg/kg，有效磷含量为22mg/kg，速效钾含量为170mg/kg。2、赤泥基本理化性质以中电投山西铝业有限公司上木章堆场的赤泥作为研究对象，该赤泥是联合法工艺生产氧化铝过程中产生的废弃物。赤泥的pH值为11.83，主要化学成分为：Ca13.35％，Na11.34％，Al7.41％，Si6.48％，Fe6.27％，Ti3.49％，O40.75％，C5.07％，K0.30％，Mg0.24％，V0.10％以及Pb0.04％。比表面积为10.18m2g～1，电导率为2.3dSm～1。粒径分布范围在0.9～68μm之间，平均粒径为9.72μm。TOC含量是8.54g/kg。赤泥的主要矿物成分包括加藤石(Ca3Al2(SiO4)(OH)8)，方钠石((Na6Al6Si6O24)·2Na2SO4)，钙霞石(CaCO3)以及赤铁矿(Fe2O3)。上述表明，赤泥是一种具有高钙、高钠、高碱性粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钝化修复重金属污染土壤的方法，其特征在于，步骤如下：步骤一、重金属污染土壤的准备采集重金属污染表层土，剔除大颗粒杂物，风干混匀，采用四分法进行缩分，研磨过2mm筛，保存，备用；步骤二、对赤泥进行脱盐将干燥的赤泥研磨过100目筛，加入去离子水对赤泥粉末进行洗涤，去离子水的加入量为赤泥重量的25倍，振荡搅拌5min，静置1～3h，并用pH计测定混合液体系的pH值，重复洗涤，至脱盐后赤泥pH值为8、10、11，即为脱盐后的赤泥，烘干，研磨过100目筛；步骤三、对脱盐赤泥进行铁改性向步骤二获得的脱盐赤泥中加入硫酸亚铁，硫酸亚铁的添加量为脱盐赤泥干重的1～3％，添加去离子水保证含水率在40％～70％，充分搅拌均匀，于温度为25℃±0.5℃、湿度为95％的条件下养护7～10天，即为改良后的赤泥，烘干，研磨，备用；步骤四、添加改良后的赤泥钝化重金属污染土壤将步骤三获得的改良后的赤泥按照污染土壤干重0.5％～2％的添加比例加入到重金属污染土壤中，在固体干重的含水量为40％～70％的条件下充分搅拌均匀，于温度为25℃±0.5℃、湿度为95％的条件下养护25～35天，烘干，研磨，备用。

【技术特征摘要】
1.一种钝化修复重金属污染土壤的方法，其特征在于，步骤如下：步骤一、重金属污染土壤的准备采集重金属污染表层土，剔除大颗粒杂物，风干混匀，采用四分法进行缩分，研磨过2mm筛，保存，备用；步骤二、对赤泥进行脱盐将干燥的赤泥研磨过100目筛，加入去离子水对赤泥粉末进行洗涤，去离子水的加入量为赤泥重量的25倍，振荡搅拌5min，静置1～3h，并用pH计测定混合液体系的pH值，重复洗涤，至脱盐后赤泥pH值为8、10、11，即为脱盐后的赤泥，烘干，研磨过100目筛；步骤三、对脱盐赤泥进行铁改性向步骤二获得的脱盐赤泥中加入硫酸亚铁，硫酸亚铁的添加量为脱盐赤泥干重的1～3％，添加去离子水保证含水率在40％～70％，充分搅拌均匀，于温度为25℃±0.5℃、湿度为95％的条件下养护7～10天，即为改良后的赤泥，烘干，研磨，备用；步骤四、添加改良后的赤泥钝化重金属污染土壤将步骤三获得的改良后的赤泥按照污染土壤干重0.5％～2％的添加比例加入到重金...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜平，陈娟，任杰，韩雷，刘继东，刘小莲，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11