一种氟化物污染土壤修复用稳定剂及其使用方法技术

本申请涉及土壤修复技术领域，具体公开了一种氟化物污染土壤修复用稳定剂及其使用方法。修复剂包含以下重量份原料：钙盐30‑60份，非金属矿物材料20‑40份，酸碱调节剂10‑20份，其中，所述钙盐为过磷酸钙、磷酸氢钙和磷酸二氢钙的一种或者几种；修复剂的使用方法包含：将污染土壤破碎筛选，检测污染土壤的pH、含水率和氟化物浓度理化性质指标和确定污染土壤的重量，然后将稳定剂与污染土壤混合均匀，用水将污染土壤浸湿，且污染土壤的含水率控制在污染土壤的30‑40%，检测污染土壤的pH值，确保混合后污染土壤的pH为弱酸性，将污染土壤进行覆膜养护。本申请的组合物能够对氟化物污染土壤进行稳定化修复。

【技术实现步骤摘要】
一种氟化物污染土壤修复用稳定剂及其使用方法
本申请涉及土壤修复
，更具体地说，它涉及一种氟化物污染土壤修复用稳定剂及其使用方法。
技术介绍
氟是地球上分布最广泛的元素之一，在地壳中平均含氟量为625μg/g。氟作为电负性最强的元素，氟极度活泼，几乎与所有其他元素，包括某些惰性气体元素，都可以形成化合物。人类活动造成的氟释放有多种来源，分为工业生产过程的来源，包括燃煤发电、制砖和陶瓷制造、铝生产和磷肥生产；以及农业活动生产的来源，如磷肥和污水污泥施用，以及含氟除草剂和农药的使用等。氟是人类和其他动物的必需元素，低浓度的氟对人体健康有益，但摄入较高浓度的氟却具有有害的作用，导致牙齿和骨骼氟中毒。随着我国社会工农业化的不断发展，大量含氟的工业三废、农药、化肥等污染物质进入土壤系统，导致土壤功能和结构的破坏，氟化物污染物质在土壤中大量积累，并最终通过直接或间接途径进入人体，危害人体健康。因此，氟化物污染土壤的修复也越来越受到关注和重视，目前土壤修复领域针对氟化物污染土壤的修复技术主要以固化稳定化为主，但是，由于氟非常活泼，且在土壤中迁移性很好，导致在修复过程中，传统的修复药剂对土壤氟化物的稳定化效果并不理想。
技术实现思路
为了能够对氟化物污染土壤进行修复，本申请提供一种氟化物污染土壤修复用稳定剂及其使用方法。第一方面，本申请提供一种氟化物污染土壤修复用稳定剂，采用如下的技术方案：一种氟化物污染土壤修复用稳定剂，包含以下重量份原料：钙盐30-60份，非金属矿物材料20-40份，酸碱调节剂10-20份；其中，所述钙盐为过磷酸钙、磷酸氢钙和磷酸二氢钙的一种或者几种。通过采用上述技术方案，将稳定剂和氟化物污染土壤混合，其中，过磷酸钙、磷酸氢钙和磷酸二氢钙作为无机钙，使钙离子和氟离子反应产生氟化钙沉淀，从而实现对氟的稳定作用，防止氟浸出土壤后，对环境造成污染；非金属矿物材料是以天然黏土矿物为主要原料，非金属矿的结构层带电荷、比表面积相对较大，主要通过吸附、配位反应、共沉淀反应等作用，减少土壤中氟的浓度和活性；专利技术人通过试验发现，当处于碱性环境中，会影响稳定剂对氟化物污染土壤的修复，因此，通过酸碱调节剂的加入，使加入稳定剂的氟化物污染土壤为弱酸性，从而有利于对氟化物污染土壤的修复。本申请中，稳定剂对低污染土壤(氟浸出浓度小于5mg/L)进行修复后，氟浸出浓度在小于1mg/L；稳定剂对高污染土壤(氟浸出浓度为20-50mg/L)进行修复后，氟浸出浓度在1-5mg/L；并且，本申请通与市场上的其他氟化物污染土壤用稳定剂进行比较，本申请中稳定剂对氟化物污染土壤的修复效果更好，尤其对于高粘度土壤中氟化物污染的修复，本申请中稳定剂具有优异的修复效果。优选的，所述非金属矿物材料为羟基磷灰石、磷矿粉和沸石的一种或者几种。通过采用上述技术方案，羟基磷灰石、磷矿粉和沸石的晶体结构较好，对土壤中氟的吸附作用强，专利技术人发现，其他非金属矿物材料效果远不如本申请中的三种非金属矿物材料效果好，例如：海泡石、凹凸棒石、蒙脱石等，尤其是对于高粘性土壤来说，羟基磷灰石、磷矿粉和沸石的效果远好于其他非金属矿物材料的效果。优选的，所述酸碱调节剂为腐殖酸和/或石灰。通过采用上述技术方案，腐殖酸为弱酸性调节剂，石灰为弱碱性调节剂，根据氟化物污染土壤酸碱度选择腐殖酸或石灰，并通过酸碱调节剂将氟化物污染土壤调节至弱酸性，进而有利于稳定剂对氟化物污染土壤进行修复，当pH不达要求时，通过添加腐殖酸和/或石灰进行调整；并且，腐殖酸和石灰均具有吸附氟的作用。优选地，所述钙盐进行活化处理：将所述钙盐与水混合均匀，于60℃-80℃内加热50-60min，过滤干燥；其中，所述钙盐和所述水的重量比为(0.8-1.2):1。通过采用上述技术方案，通过对磷酸氢、钙过磷酸钙和磷酸二氢钙进行活化处理，能够使钙盐的光滑表面形成复杂的蚀刻表面，能够提高钙盐对氟化物的吸附性和反应性。专利技术人发现，活化处理后钙盐能够增加非粘性土壤或者低粘性土壤的修复效果，但是，活化处理后钙盐对高粘性土壤的修复效果改善并不明显。第二方面，本申请提供一种稳定剂的使用方法，采用如下的技术方案：一种稳定剂的使用方法，包含以下步骤：S1、将污染土壤自然晾干或加热烘干后，破碎成颗粒状；S2、检测所述污染土壤的pH、含水率和氟化物浓度的理化性质指标，并确定所述污染土壤的重量；S3、将所述稳定剂与所述污染土壤混合均匀，所述稳定剂的添加量为所述污染土壤的10-20wt％；S4、将所述污染土壤用水浸湿，且所述污染土壤的含水率控制在30-40％；S5、检测所述污染土壤的pH值，确保混合后所述污染土壤的pH为弱酸性；S6、将所述污染土壤进行覆膜养护。通过采用上述技术方案，根据污染土壤的重量确定稳定剂的具体添加量，然后将污染土壤和稳定剂混合，并使污染土壤的pH为5-6.5、含水率为30-40％。当含水率高于40％时，氟溶解于水中后，会随水流向污染土壤外侧，水中的氟会对污染土壤外侧的环境进行污染；当含水率低于30％时，会导致稳定剂分散不均匀，从而影响稳定剂对氟化物污染土壤的修复效果。本领域中的弱酸性为pH值为5-6.5，当污染土壤内的pH大于6.5时，或者当污染土壤内的pH小于5时，影响稳定剂对氟化物污染土壤的修复效果；当pH不达弱酸性的要求时，通过添加酸碱调节剂进行调整。专利技术人发现，本申请中稳定剂的添加量为污染土壤的10-20wt％的效果最好，当稳定剂的添加量大于20wt％时，随稳定剂的增加，修复后的氟浸出浓度降低并不明显；当稳定剂中添加量小于10wt％时，修复后的氟浸出浓度降低不明显，从而影响对污染土壤的修复效果。优选的，在S1步骤中，将污染土壤破碎为小于2.5cm的土壤颗粒。通过采用上述技术方案，将污染土壤破碎成小于2.5cm的土壤颗粒，能够将稳定剂和污染土壤进行充分混合，防止污染土壤中存在结块，影响稳定剂对污染土壤的修复效果。优选的，在S6步骤中，将所述污染土壤进行覆膜养护2-5天。通过采用上述技术方案，养护至2-5天，能够保证稳定剂对氟化物污染土壤进行充分修复，保证对土壤的修复效果。优选的，所述稳定剂用于对高粘性土壤的修复，所述高粘性土壤中，粒径小于0.075mm的颗粒占所述高粘性土壤总体积的50％以上。通过采用上述技术方案，相比于市场上的氟化物污染土壤稳定剂，本申请中稳定剂对于高粘性土壤中的修复效果显著。综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请中，稳定剂的主要材料为过磷酸钙、磷酸氢钙和磷酸二氢钙，过磷酸钙、磷酸氢钙和磷酸二氢钙均为常用肥料，且环境友好、成本低廉、修复效果明显，并且本申请中稳定剂对低污染土壤(氟浸出浓度小于5mg/L)进行修复后的氟浸出浓度小于1mg/L，稳定剂对高污染土壤(氟浸出浓度20-50mg/L)进行修复后的氟浸出浓度在1-5mg/L；2、本申请中，对磷酸氢钙、磷酸氢钙和磷酸二氢钙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氟化物污染土壤修复用稳定剂，其特征在于，包含以下重量份原料：/n钙盐30-60份，非金属矿物材料20-40份，酸碱调节剂10-20份；/n其中，所述钙盐为过磷酸钙、磷酸氢钙和磷酸二氢钙的一种或者几种。/n

【技术特征摘要】
1.一种氟化物污染土壤修复用稳定剂，其特征在于，包含以下重量份原料：
钙盐30-60份，非金属矿物材料20-40份，酸碱调节剂10-20份；
其中，所述钙盐为过磷酸钙、磷酸氢钙和磷酸二氢钙的一种或者几种。


2.根据权利要求1所述的稳定剂，其特征在于，所述非金属矿物材料为羟基磷灰石、磷矿粉和沸石的一种或者几种。


3.根据权利要求1所述的稳定剂，其特征在于，所述酸碱调节剂为腐殖酸和/或石灰。


4.根据权利要求1所述的稳定剂，其特征在于，所述钙盐进行活化处理：
将所述钙盐与水混合均匀，于60℃-80℃内加热50-60min，过滤干燥；
其中，所述钙盐和所述水的重量比为（0.8-1.2）:1。


5.权利要求1-4所述的稳定剂的使用方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1、将污染土壤自然晾干或加热烘干后，破碎成颗粒状；...

【专利技术属性】
技术研发人员：申屠雷吉，朱焰，李彦希，叶渊，刘爱森，韩伟，卢家俊，田雨，杨伟光，
申请(专利权)人：森特士兴集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11