一种重金属污染的矿山土壤修复方法技术

本发明专利技术公开一种重金属污染的矿山土壤修复方法，包括以下操作步骤：(1)将蒙脱土加入至缓冲溶液中，超声分散均匀，向其中加入硅酸钠，过滤得到沉淀，将沉淀干燥处理，得到改性蒙脱土；(2)将六水合氯化铁加入至离子水中，超声后，继续向其中加入氨水，升温后，继续向其中加入柠檬酸钠，升温保温处理，向其中加入改性蒙脱土，搅拌反应，得到具有磁性的改性蒙脱土；(3)将若干电极插入土壤中，然后在电极的四周埋入具有磁性的改性蒙脱土，再给电极通上电后，通过抽提井将土壤中的重金属污染物抽提出来后，将重金属进行无害化处理。本发明专利技术提供的一种重金属污染的矿山土壤修复方法，处理周期短，目标污染物的去除率高，修复深度深。

A remediation method for mine soil contaminated by heavy metals

【技术实现步骤摘要】
一种重金属污染的矿山土壤修复方法
本专利技术属于土壤修复
，具体涉及一种重金属污染的矿山土壤修复方法。
技术介绍
众所周知，矿产资源是人类进行生产生活最基本的资源之一，矿山上富含的重金属资源种类繁多，分布范围广、储量也极为丰富，矿山重金属资源的开发虽然创造了巨大的物质财富，但因为不合理的开采引发了一系列严峻的生态环境污染问题。矿山开采会引起多种重金属污染，金属矿山开发的采、选、冶都会向环境中排放重金属元素。例如，原生硫化物矿床开采过程中所产生的废弃硫化物经过长期的自然氧化和雨水淋滤导致重金属元素进入矿区。另外，固体废物的风化也可以导致重金属原色的淋滤石方，特别是铅锌矿，在开采利用过程中，围岩及尾矿中的铅、锌、砷以及伴生组分镐、铬、铜在雨水的淋滤下进入土壤并累积起来。大多数重金属的物理化学性质相对稳定，具有较弱的迁移能力，很容易被土壤中的颗粒物吸附，不能通过微生物降解而是重金属从环境中彻底消除，重金属含量较高时会通过植物直接蓄积在食物链中，对土壤条件、农作物生长环境以及人类身体健康等都产生了极其不良影响，再加上蓄积到一定程度时重金属也会对植物产生相当大的毒害作用，扰乱了植物新陈代谢的过程，抑制了正常的生长发育，甚至出现大面积的死亡现象，大大降低了农作物产量。重金属污染还会影响土壤中微生物的生长，降低了土壤中微生物具备的活性和稳定性。重金属污染不仅仅表现在对农作物、地下水系造成的危害，而且可能会通过纷繁复杂的食物链进入人体内，增加了多种并发症的可能性，对人体健康有着极大的危害。重金属污染危害人体健康的生理机制主要是由于重金属元素与人体内的蛋白质和酶发生了化学反应，使蛋白质和酶都失去了活性，从而促使人体的代谢途径和生理机能都发生了很大的改变。人体中的某些器官中重金属富集过多超过人体所能承受的忍耐限度，可能造成人体急性中毒、慢性中毒等多种并发症。例如，食入汞后会直接进入人体的肝脏中，对大脑和神经系统造成的破坏都极大；过高的镐元素会导致高血压，甚至引起心脑血管疾病；铅是重金属污染中毒性排放最大的一种，只要稍微有一点进入人体就很难彻底消除，容易形成典型的“血铅症”，直接对人脑细胞造成了直接的伤害。因此对矿山重金属污染的修复已成为亟不可待的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种重金属污染的矿山土壤修复方法，主要是在电极的周围加入具有兼具吸附和导电功能的具有磁性的改性蒙脱土，达到了既能提升的抽提效果，又能提升土壤电导率的效果，进而有效的提升了土壤中重金属污染物的清除效果。本专利技术是通过以下技术方案实现的。一种重金属污染的矿山土壤修复方法，包括以下操作步骤：(1)将蒙脱土加入至pH值为8-9的缓冲溶液中，超声分散均匀后，向其中加入硅酸钠，反应3-4小时后，过滤得到沉淀，将沉淀干燥处理后，得到改性蒙脱土；(2)按重量份计，将24-28份六水合氯化铁加入至250-300份去离子水中，超声分散均匀后，继续向其中加入35-40份氨水，升温至30-35℃后，继续向其中加入柠檬酸钠，然后升温至65-70℃后，保温处理2-3小时，制得四氧化三铁，然后向其中加入75-80份改性蒙脱土，搅拌反应30-40min后，过滤得到沉淀，将沉淀干燥处理后，得到具有磁性的改性蒙脱土；(3)将若干电极插入土壤中，然后在电极的四周埋入具有磁性的改性蒙脱土，再给电极通上电后，通过抽提井将土壤中的重金属污染物抽提出来后，将重金属进行无害化处理。具体地，上述步骤(1)中，缓冲溶液采用0.1mol/L的磷酸氢二钠和0.1mol/L的磷酸二氢钠按照体积比为1∶1的比例制成，采用氢氧化钠溶液将其pH值调节至8-9。具体地，上述步骤(1)，蒙脱土与硅酸钠的加入质量比为10∶1-3。具体地，上述步骤(2)，柠檬酸钠的加入量为去离子水质量的3％。具体地，上述步骤(2)中，加入氨水前，在机械搅拌下通入氮气15min去除超声分散后溶液中的氧。具体地，上述步骤(3)中，各个电极之间的直线距离相等，并且为1.0-1.5m，电极插入的深度为8-10m。具体地，上述步骤(3)中，具有磁性的改性蒙脱土的加入量为：每个电极周围加入具有磁性的改性蒙脱土的1kg。具体地，电极每天的通电时长为12-14小时，通电天数为30天，其中每10天重新加入具有磁性的改性蒙脱土。具体地，抽提井的设置数目为电极数目的二分之一。由以上的技术方案可知，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种重金属污染的矿山土壤修复方法，处理周期短，目标污染物的去除率高，修复深度深。本专利技术中，通过加入蒙脱土，其能对污染土壤中的重金属污染物起到很好的吸附聚集作用，进而有利于提升电极对重金属污染物的加热效果，最终提升了重金属污染物的去除率和去除速度；步骤(1)中，将硅酸钠对蒙脱土进行改性处理后，制得的蒙脱土聚硅酸钠混合物，与重金属污染物的相容性优异，进而可进一步的提升蒙脱土对重金属污染物的吸附效果；步骤(2)中，通过在改性蒙脱土中加入磁性的四氧化三铁，可有效的提升电极周围土壤的电导率，进而有效的提升了土壤将电能转化为热能的效率，有效的提升了土壤被加热的效果，同时，还提升了土壤中重金属的流动性，进一步的提升了土壤中重金属污染物的清除效果。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售获得的常规产品。实施例1一种重金属污染的矿山土壤修复方法，包括以下操作步骤：(1)将蒙脱土加入至pH值为8的缓冲溶液中，超声分散均匀后，向其中加入硅酸钠，反应3小时后，过滤得到沉淀，将沉淀干燥处理后，得到改性蒙脱土，其中，缓冲溶液采用0.1mol/L的磷酸氢二钠和0.1mol/L的磷酸二氢钠按照体积比为1∶1的比例制成，采用氢氧化钠溶液将其pH值调节至8，蒙脱土与硅酸钠的加入质量比为10∶1；(2)按重量份计，将24份六水合氯化铁加入至250份去离子水中，超声分散均匀后，在机械搅拌下通入氮气15min去除超声分散后溶液中的氧，继续向其中加入35份氨水，升温至30℃后，继续向其中加入去离子水质量3％的柠檬酸钠，然后升温至65℃后，保温处理2小时，然后向其中加入75份改性蒙脱土，搅拌反应30min后，过滤得到沉淀，将沉淀干燥处理后，得到具有磁性的改性蒙脱土；(3)将若干电极插入土壤中，各个电极之间的直线距离相等，并且为1.0m，电极插入的深度为8m，然后在电极的四周埋入1kg具有磁性的改性蒙脱土，再给电极通上电后，通过抽提井将土壤中的重金属污染物抽提出来后，将重金属进行无害化处理，其中，电极每天的通电时长为12小时，通电天数为30天，其中每10天重新加入具有磁性的改性蒙脱土，抽提井的设置数目为电极数目的二分之一。实施例2一种重金属污染的矿山土壤修复方法，包括以下操作步骤：(1)将蒙脱土加入至pH值为8的缓冲溶液中，超声分散均匀后，向其中加入硅酸钠，反应3.5小时后，过滤得到沉淀，将沉淀干燥处理后，得到改性蒙脱土，其中，缓冲溶液采用0.1mol/L的磷酸氢二钠和0.1mol/L的磷酸二氢钠按照体积比为1∶1的比例制成，采用氢氧化钠本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重金属污染的矿山土壤修复方法，其特征在于，包括以下操作步骤：(1)将蒙脱土加入至pH值为8‑9的缓冲溶液中，超声分散均匀后，向其中加入硅酸钠，反应3‑4小时后，过滤得到沉淀，将沉淀干燥处理后，得到改性蒙脱土；(2)按重量份计，将24‑28份六水合氯化铁加入至250‑300份去离子水中，超声分散均匀后，继续向其中加入35‑40份氨水，升温至30‑35℃后，继续向其中加入柠檬酸钠，然后升温至65‑70℃后，保温处理2‑3小时，制得四氧化三铁，然后向其中加入75‑80份改性蒙脱土，搅拌反应30‑40min后，过滤得到沉淀，将沉淀干燥处理后，得到具有磁性的改性蒙脱土；(3)将若干电极插入土壤中，然后在电极的四周埋入具有磁性的改性蒙脱土，再给电极通上电后，通过抽提井将土壤中的重金属抽提出来后，将重金属进行无害化处理。

【技术特征摘要】
1.一种重金属污染的矿山土壤修复方法，其特征在于，包括以下操作步骤：(1)将蒙脱土加入至pH值为8-9的缓冲溶液中，超声分散均匀后，向其中加入硅酸钠，反应3-4小时后，过滤得到沉淀，将沉淀干燥处理后，得到改性蒙脱土；(2)按重量份计，将24-28份六水合氯化铁加入至250-300份去离子水中，超声分散均匀后，继续向其中加入35-40份氨水，升温至30-35℃后，继续向其中加入柠檬酸钠，然后升温至65-70℃后，保温处理2-3小时，制得四氧化三铁，然后向其中加入75-80份改性蒙脱土，搅拌反应30-40min后，过滤得到沉淀，将沉淀干燥处理后，得到具有磁性的改性蒙脱土；(3)将若干电极插入土壤中，然后在电极的四周埋入具有磁性的改性蒙脱土，再给电极通上电后，通过抽提井将土壤中的重金属抽提出来后，将重金属进行无害化处理。2.根据权利要求1所述的一种重金属污染的矿山土壤修复方法，其特征在于，上述步骤(1)中，缓冲溶液采用0.1mol/L的磷酸氢二钠和0.1mol/L的磷酸二氢钠按照体积比为1∶1的比例制成，采用氢氧化钠溶液将其pH值调节至8-9。3.根据权利要求1所述的一种重金...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐兆翮，刘晓光，朱毓永，李洁，崔彬彬，杨雪，徐岩岩，顾翰琦，单梅华，刘冉，朱国芬，陈晓宇，张红，彭艳芳，董建新，赵鑫，
申请(专利权)人：河北民族师范学院，
类型：发明
国别省市：河北,13