一种复合型重金属钝化剂和酸性重金属污染土壤治理方法技术

本发明专利技术是属于重金属治理领域，尤其涉及一种复合型重金属钝化剂和酸性重金属污染土壤治理方法。本发明专利技术提供的复合型重金属钝化剂包括：十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土、方解石粉和方解石砂；所述方解石粉的粒径小于方解石砂；所述十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土、方解石粉和方解石砂的质量比为(1～3)：(1～3)：1。本发明专利技术通过将十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土、方解石粉和方解石砂进行复配，可使复合型重金属钝化剂表现出较好的改善土壤酸性和稳定化土壤重金属成分的能力。而且，本发明专利技术提供的复合型重金属钝化剂所包含的成分均为较为温和的材料，因此其可克服传统化学钝化剂对土壤产生的板结等副作用，不影响土壤环境。

A compound heavy metal passivator and a method of soil treatment by acid heavy metal pollution

【技术实现步骤摘要】
一种复合型重金属钝化剂和酸性重金属污染土壤治理方法
本专利技术是属于重金属治理领域，尤其涉及一种复合型重金属钝化剂和酸性重金属污染土壤治理方法。
技术介绍
我国土壤酸化面积大、分布广、酸化情况较严重、危害大。土壤酸化问题在国南方普遍发生，尤其是南方地区(如江西、福建、广东等省)，我国耕地土壤强酸性(pH＜5.5)，总面积大约2.3亿亩，长期单施化肥是土壤酸化的主要成因之一。土壤酸化对农林生产和生态环境造成了严重的危害。酸化使得土壤中的铝被释放出来，对农作物根系产生毒害，影响作物生长；土壤酸化还会加速土壤肥力流失，使土壤肥力下降，农作物减产；土壤酸化同时会使得土壤中的重金属成分加快释放，活性成分增加，并由植物转入食物链，危害人体健康。土壤重金属污染是我国农地土壤面临的又一个重要问题。土壤重金属污染一般由采矿、养殖业、工业生产、农药化肥施用等人类活动引起。较常见的重金属污染元素包括镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、汞(Hg)、砷(As)等。农地土壤遭受重金属污染后，会对土壤微生物、土壤动物、土壤酶等土壤环境产生严重的负面影响，进而影响作物生长，作物可食用部分也会对人体产生极大的危害。我国土壤酸化和土壤重金属污染面积大，治理难度大，成本高。目前，酸性土壤的调理主要依靠生石灰等碱性化学材料，长期施用会影响土壤生态系统，且会造成土壤板结等负面影响。农田土壤重金属污染问题，目前主要采用原位化学钝化法，即通过在土壤中施用土壤重金属钝化剂，使土壤中的活性重金属成分转化为非活性态(如残渣态)，从而达到使土壤安全利用的目的。这种方法虽然能在较短时间内使土壤中的活性重金属成分钝化为非活性态，但钝化稳定性较差，同时存在着破坏土壤生态、导致土壤板结、肥力流失等负面影响。因此，探寻一种可温和治理酸性重金属污染土壤的方法，是十分必要的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种复合型重金属钝化剂和酸性重金属污染土壤治理方法，本专利技术提供的复合型重金属钝化剂具有较好的改善土壤酸性和稳定化土壤重金属成分的能力，且不会使土壤产生板结等不良副作用。本专利技术提供了一种复合型重金属钝化剂，包括：十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土、方解石粉和方解石砂；所述方解石粉的粒径小于方解石砂；所述十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土、方解石粉和方解石砂的质量比为(1～3)：(1～3)：1。优选的，所述十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土按照以下步骤制备得到：a)将钠基膨润土进行灼烧、酸化、洗涤和干燥，得到干燥膨润土；b)将所述干燥膨润土和十八烷基三甲基氯化铵在溶剂混合反应，得到十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土。优选的，步骤a)中，所述灼烧的温度为300～450℃；所述灼烧的时间为3～5h。优选的，步骤a)中，所述酸化的pH值为3～3.5；所述酸化的温度为50～70℃；所述酸化的时间为2～3h。优选的，步骤b)中，所述干燥膨润土和十八烷基三甲基氯化铵的质量比为60：(5～12)。优选的，步骤b)中，所述混合反应的温度为70～90℃；所述混合反应的时间为3～5h。优选的，所述方解石粉的粒径为150～300目；所述方解石砂的粒径为50～150目。优选的，所述复合型重金属钝化剂中还包括氧化钙、磷酸钙、过磷酸钙、硫化铁和氧化铁中的一种或多种。本专利技术提供了一种酸性重金属污染土壤的治理方法，包括以下步骤：将上述技术方案所述的复合型重金属钝化剂与待治理酸性重金属污染土壤混合，并加水保持土壤的含水率；待达到土壤熟化时间后，得到治理后土壤。优选的，所述待治理酸性重金属污染土壤中的重金属污染物包括铅和/或镉。与现有技术相比，本专利技术提供了一种复合型重金属钝化剂和酸性重金属污染土壤治理方法。本专利技术提供的复合型重金属钝化剂包括：十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土、方解石粉和方解石砂；所述方解石粉的粒径小于方解石砂；所述十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土、方解石粉和方解石砂的质量比为(1～3)：(1～3)：1。在本专利技术中，改性膨润土可在碱性条件下发生最佳的重金属稳定化作用，方解石粉可在短期内较为平和的提升土壤pH值，方解石砂则可在中长期内稳定保持土壤酸度。本专利技术通过将上述三种材料进行复配，可使复合型重金属钝化剂表现出较好的改善土壤酸性和稳定化土壤重金属成分的能力。将其施加到酸性重金属污染土壤中，可较大幅提高酸性土壤的pH值，降低土壤中活性重金属成分的含量，适用于酸性重金属污染土壤的持续性治理。而且，本专利技术提供的复合型重金属钝化剂所包含的成分均为较为温和的材料，因此其可克服传统化学钝化剂(如过磷酸钙、氧化钙等)对土壤产生的板结等副作用，不影响土壤环境。具体实施方式下面对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种复合型重金属钝化剂，包括：十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土、方解石粉和方解石砂；所述方解石粉的粒径小于方解石砂；所述十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土、方解石粉和方解石砂的质量比为(1～3)：(1～3)：1。本专利技术提供的复合型重金属钝化剂包括十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土、方解石粉和方解石砂。其中，所述十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土由钠基膨润土经过有机化改性制成。在本专利技术中，通过对钠基膨润土进行有机化改性，可增加其晶体的层间距，提高其对土壤中重金属的交换与吸附能力。在本专利技术中，所述改性钠基膨润土优选按照以下步骤制备得到：a)将钠基膨润土进行灼烧、酸化、洗涤和干燥，得到干燥膨润土；b)将所述干燥膨润土和十八烷基三甲基氯化铵在溶剂混合反应，得到十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土。在本专利技术提供的制备改性钠基膨润土的步骤中，首先对钠基膨润土进行灼烧，实现钠基膨润土的活化。其中，所述钠基膨润土的阳离子交换容量(CEC)优选≥800mmol/kg；所述钠基膨润土中颗粒尺寸≤200目的比例优选≥95wt％；所述灼烧的温度优选为300～450℃，具体可为300℃、305℃、310℃、315℃、320℃、325℃、330℃、335℃、340℃、345℃、350℃、355℃、360℃、365℃、370℃、375℃、380℃、385℃、390℃、395℃、400℃、405℃、410℃、415℃、420℃、425℃、430℃、435℃、440℃、445℃或450℃；所述灼烧的时间优选为3～5h，具体可为3h、3.1h、3.2h、3.3h、3.4h、3.5h、3.6h、3.7h、3.8h、3.9h、4h、4.1h、4.2h、4.3h、4.4h、4.5h、4.6h、4.7h、4.8h、4.9h或5h。灼烧结束后，得到热活化钠基膨润土。在本专利技术提供的制备改性钠基膨润土的步骤中，获得热活化钠基膨润土后，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合型重金属钝化剂，包括：十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土、方解石粉和方解石砂；/n所述方解石粉的粒径小于方解石砂；/n所述十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土、方解石粉和方解石砂的质量比为(1～3)：(1～3)：1。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合型重金属钝化剂，包括：十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土、方解石粉和方解石砂；
所述方解石粉的粒径小于方解石砂；
所述十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土、方解石粉和方解石砂的质量比为(1～3)：(1～3)：1。


2.根据权利要求1所述的复合型重金属钝化剂，其特征在于，所述十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土按照以下步骤制备得到：
a)将钠基膨润土进行灼烧、酸化、洗涤和干燥，得到干燥膨润土；
b)将所述干燥膨润土和十八烷基三甲基氯化铵在溶剂混合反应，得到十八烷基三甲基氯化铵改性钠基膨润土。


3.根据权利要求2所述的复合型重金属钝化剂，其特征在于，步骤a)中，所述灼烧的温度为300～450℃；所述灼烧的时间为3～5h。


4.根据权利要求2所述的复合型重金属钝化剂，其特征在于，步骤a)中，所述酸化的pH值为3～3.5；所述酸化的温度为50～70℃；所述酸化的时间为2～3h。


5.根据权利要求2所述的复合型重...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志威，肖尧，钟安良，吴丹霞，
申请(专利权)人：福建龙净环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35